專利名稱：成像元件、圖像拾取裝置、制造裝置和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種成像元件、圖像拾取裝置、制造裝置和制造方法，特別涉及一種能夠準(zhǔn)確檢測黑電平基準(zhǔn)值的成像元件、圖像拾取裝置、制造裝置和制造方法。
背景技術(shù)：
一般，用于數(shù)碼相機(jī)及攝像機(jī)的圖像拾取裝置具有其中像素輸出用于形成圖像的信號(hào)的有效像素區(qū)域以及被遮光膜遮擋了光束的像素、即光學(xué)黑(此后縮寫為OB (光學(xué)黑))像素。因?yàn)閬碜設(shè)B像素的輸出信號(hào)作為暗信號(hào)(dark signal)基準(zhǔn),所以最好OB像素具有等于有效像素的暗電流的暗電流并且不發(fā)生由圖像拾取裝置內(nèi)的入射光束引起的輸出信號(hào)的偏離。在攝像機(jī)及數(shù)字靜態(tài)相機(jī)中，廣泛使用諸如CCD (電荷耦合器件)圖像傳感器和CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器的成像元件。
靈敏度的提高是這些成像元件共同的重要問題，并且已開發(fā)出通過利用后側(cè)照明CMOS圖像傳感器的靈敏度提高技術(shù)作為一種解決方案(見例如日本專利公開No.2009-176951)。在后側(cè)照明CMOS圖像傳感器中，與前側(cè)照明CMOS圖像傳感器類似，OB像素被形成在有效像素區(qū)域的外側(cè)上，并且除了被遮光膜遮擋外使用與在有效像素區(qū)域中相同的傳感器結(jié)構(gòu)。并且為了濾色器和聚光透鏡的圖形均勻性的目的，通常在OB像素和外圍電路之間形成啞(dummy)像素區(qū)域。然而，在后側(cè)照明CMOS圖像傳感器中，由于其結(jié)構(gòu)，在OB區(qū)域中容易發(fā)生長波長光束的衍射。在過去的前側(cè)照明CMOS圖像傳感器的情況下，因?yàn)樽?Sub)襯底區(qū)域比硅
(Si)光電轉(zhuǎn)換區(qū)域要深很多以致具有足夠的膜厚度，所以長波長波段入射光束不可能進(jìn)入OB區(qū)域。另一方面，在后側(cè)照明CMOS圖像傳感器的情況下，因?yàn)楣怆娹D(zhuǎn)換區(qū)域的硅膜厚度較薄，所以入射光束容易在硅配線層接口、配線以及更下層之間被多次反射，直到被光電轉(zhuǎn)換為止。在反射期間，因?yàn)橐欢康墓馐肷涞絆B區(qū)域中，所以與前側(cè)照明圖像傳感器相比，在后側(cè)照明CMOS圖像傳感器的OB區(qū)域中，長波長光束可能入射機(jī)率更高。當(dāng)長波長光束進(jìn)入OB區(qū)域中并被電轉(zhuǎn)換時(shí)，可能發(fā)生黑電平錯(cuò)誤識(shí)別，引起圖像中的著色缺陷，因此希望盡可能多的減少入射光束。已經(jīng)發(fā)明了各種技術(shù)以當(dāng)光束射入時(shí)抑制不必要的電荷進(jìn)入OB像素，以便穩(wěn)定OB像素的輸出信號(hào)。在這些技術(shù)中的一種中，提出形成一種OB像素，其通過減少OB像素的光電轉(zhuǎn)換區(qū)域的面積、即降低敏感度而不檢測不必要的光束，同時(shí)保持暗信號(hào)基準(zhǔn)的電平(見例如日本專利公開No. 2006-344888)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，即使將在日本專利公開No. 2006-344888中公開的技術(shù)應(yīng)用于后側(cè)照明CMOS圖像傳感器，也很難降低對(duì)長波長光束的敏感度。
這是因?yàn)樵谇皞?cè)照明CMOS圖像傳感器中，在P型區(qū)域中以極小概率產(chǎn)生的電子能夠逃離到硅襯底的N型摻雜(Nsub)區(qū)域，但因?yàn)楹髠?cè)照明CMOS圖像傳感器在硅襯底中沒有Nsub區(qū)域，所以失去逃離路線的電子為了穩(wěn)定可能流入OB區(qū)域內(nèi)的光電二極管中。鑒于上述問題，希望阻止發(fā)生由于光束的衍射而引起的錯(cuò)誤從而更準(zhǔn)確地檢測黑電平基準(zhǔn)值。根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種成像元件，包括在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。傳輸通道區(qū)域可以是N型區(qū)域?！鬏斖ǖ绤^(qū)域可以被形成為不與在光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的光電轉(zhuǎn)換元件接觸。在光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的光電轉(zhuǎn)換元件可以在半導(dǎo)體襯底的邊界面附近被形成為比在有效像素區(qū)域內(nèi)提供的光電轉(zhuǎn)換元件更薄?？梢栽趥鬏斖ǖ绤^(qū)域內(nèi)形成電勢梯度，使得電勢從光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)部向光學(xué)黑像素區(qū)域外部沿水平方向降低。傳輸通道區(qū)域可以被形成為以便將電荷傳送到啞像素區(qū)域內(nèi)的像素的光電轉(zhuǎn)換元件，啞像素區(qū)域的像素輸出不被使用并被與光學(xué)黑像素區(qū)域鄰接布置。啞像素區(qū)域可以被布置在成像元件的光學(xué)黑像素區(qū)域的外側(cè)。啞像素區(qū)域可以被布置在成像元件的光學(xué)黑像素區(qū)域的內(nèi)側(cè)。成像元件還可以包括柵極電極，該柵極電極從半導(dǎo)體襯底的邊界面延伸到啞像素區(qū)域內(nèi)的傳輸通道區(qū)域?？梢栽谟行袼貐^(qū)域附近提供光學(xué)黑像素區(qū)域。根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，提供了一種圖像拾取裝置，包括成像元件，具有在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，提供了一種制造裝置，包括傳輸通道區(qū)域形成部件，用于在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域被提供在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，并且用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。傳輸通道區(qū)域形成部件可以通過如下來在半導(dǎo)體襯底中形成傳輸通道區(qū)域?qū)⒖刮g劑涂在半導(dǎo)體襯底的表面?zhèn)鹊倪吔缑嫔?；在預(yù)定位置形成抗蝕劑開口區(qū)域；以及注入N型雜質(zhì)。在光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，傳輸通道區(qū)域形成部件可以以所形成的傳輸通道區(qū)域不與光電轉(zhuǎn)換元件接觸的深度來注入N型雜質(zhì)。傳輸通道區(qū)域形成部件可以注入具有足以將半導(dǎo)體襯底的像素分離區(qū)域中的P型雜質(zhì)轉(zhuǎn)換成N型雜質(zhì)的濃度的N型雜質(zhì)。傳輸通道區(qū)域形成部件可以通過在半導(dǎo)體襯底的背面?zhèn)壬闲纬山^緣膜后從半導(dǎo)體襯底的背面?zhèn)茸⑷隢型雜質(zhì)來在半導(dǎo)體襯底中形成傳輸通道區(qū)域。還根據(jù)本公開的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種制造裝置的制造方法，包括由傳輸通道區(qū)域形成部件在半導(dǎo)體襯底中形成傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域被提供在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，并用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。還根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，提供了一種傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域被提供在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光束的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，并且用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。還根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，提供了一種成像元件，其包括傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域被提供在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光束的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，并且用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。還根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，形成一種傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域被提供在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光束的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，并且用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。 根據(jù)上述本公開的各種實(shí)施例，能夠檢測黑電平基準(zhǔn)值。特別是能夠更準(zhǔn)確地檢測黑電平基準(zhǔn)值。


圖1是在OB像素區(qū)域中光束的衍射現(xiàn)象的示圖說明；圖2是在OB像素區(qū)域中光束的衍射現(xiàn)象的示圖說明；圖3是示出應(yīng)用了本技術(shù)的成像元件的主要配置示例的圖；圖4是示出應(yīng)用了本技術(shù)的成像元件的主要配置示例的圖；圖5是傳輸通道區(qū)域的示圖說明；圖6是示出應(yīng)用了本技術(shù)的制造裝置的主要配置示例的框圖；圖7是制造過程的流程示例的流程圖說明；圖8是制造過程的圖示說明；圖9是制造過程的圖示說明；圖10是制造過程的圖示說明圖11是制造過程的圖示說明圖12是制造過程的圖示說明圖13是制造過程的圖示說明圖14是示出應(yīng)用了本技術(shù)的制造裝置的另一個(gè)配置示例的框圖；圖15是制造過程的另一個(gè)流程示例的流程圖說明；圖16是制造過程的圖示說明；圖17是制造過程的圖示說明；圖18是應(yīng)用了本技術(shù)的成像元件的另一配置示例的圖示說明；圖19是示出應(yīng)用了本技術(shù)的制造裝置的另外一個(gè)配置示例的框圖；圖20是制造過程的另外一個(gè)流程示例的流程圖說明；圖21是示出應(yīng)用了本技術(shù)的成像元件的另外一個(gè)配置示例的圖；圖22是示出應(yīng)用了本技術(shù)的成像元件的另外一個(gè)配置示例的圖；并且圖23是示出應(yīng)用了本技術(shù)的圖像拾取裝置的主要配置示例的圖。
具體實(shí)施例方式下文中，將參考附圖具體描述本公開的優(yōu)選實(shí)施例。注意，在該說明書和附圖中，通過相同的參考數(shù)字來表示具有基本上相同功能和結(jié)構(gòu)的構(gòu)成元件，并且省略對(duì)這些構(gòu)成元件的重復(fù)說明。將按照下面的順序來描述根據(jù)本技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例(下文中稱為實(shí)施例)。1.第一實(shí)施例(成像元件)2.第二實(shí)施例(制造裝置應(yīng)用示例)3.第三實(shí)施例(成像元件應(yīng)用示例) 4.第四實(shí)施例(成像元件應(yīng)用示例)5.第五實(shí)施例(圖像拾取裝置)〈1.第一實(shí)施例>光束的衍射過去，使用諸如CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器和CXD (電荷偶合器件)圖像傳感器的成像元件的圖像拾取裝置等通過使用圖像信號(hào)的黑電平作為基準(zhǔn)值來執(zhí)行鉗位過程，用于校正由成像元件獲得的圖像信號(hào)。例如，在除成像元件的有效像素區(qū)域之外的區(qū)域內(nèi)提供檢測作為基準(zhǔn)值的黑電平的像素區(qū)域(0B (光學(xué)黑)像素區(qū)域)，并且通過使用黑電平的像素值來校正有效像素區(qū)域中的每個(gè)像素值。除了被遮光膜遮擋來自外部的入射光束以外，OB像素區(qū)域中的每個(gè)像素的結(jié)構(gòu)與有效像素區(qū)域中的像素相似。因此，在理論上，可以通過使用OB像素區(qū)域的像素值做為黑電平基準(zhǔn)值來從有效像素區(qū)域中的每個(gè)像素的像素值中消除除了入射光束以外的影響(可以獲得正確的亮度值)，。然而，在實(shí)踐中，例如，當(dāng)像陽光光束那樣極其強(qiáng)烈的光束I如圖1所示那樣照射在OB像素區(qū)域附近的有效像素區(qū)域上時(shí)，有時(shí)入射光束穿透成像元件內(nèi)的OB像素區(qū)域(發(fā)生光束的衍射)。在圖1示出的示例中，在OB像素區(qū)域的一部分(區(qū)域2)中，像素值由于照射在OB像素區(qū)域附近的有效像素區(qū)域強(qiáng)烈光束I造成偏離。即，由白色指示的區(qū)域2中的像素值理論上具有與OB像素區(qū)域中由黑色指示的另一區(qū)域中的像素值相同的值，但是在圖1示出的示例中，像素值變得比OB像素區(qū)域中由黑色指示的其他區(qū)域中的像素值更大。特別是，在其中配線層被形成于與其上光電二極管的光束入射一側(cè)相反的一側(cè)的后側(cè)照明圖像傳感器的情況下，很可能發(fā)生上述光束的衍射。圖2是CMOS圖像傳感器的截面圖。圖2中示出的成像元件10是后側(cè)照明CMOS圖像傳感器。如圖2所示，在半導(dǎo)體襯底20上形成傳感器部件21和像素分離區(qū)域22，在每個(gè)傳感器部件21中形成諸如光電二極管的光電轉(zhuǎn)換元件中，并且每個(gè)像素分離區(qū)域22被布置在傳感器部件21之間。在半導(dǎo)體襯底20的背面?zhèn)?圖的上側(cè))，層疊有絕緣膜51、濾色器層53和聚光透鏡54。并且，在OB像素區(qū)域12和啞像素區(qū)域13上，層疊有用于遮擋入射到區(qū)域內(nèi)像素上的光束的遮光膜52。
此外，在半導(dǎo)體襯底20的表面層(圖的下側(cè))上，形成硅(Si)配線隔層膜邊界面31和配線層。在配線層上，形成配線41和配線隔層膜42。在圖2中，示意性地示出了有效像素區(qū)域11、OB像素區(qū)域12和啞像素區(qū)域13的各部分的像素結(jié)構(gòu)。入射到OB像素區(qū)域12附近的有效像素區(qū)域11中的像素上的、來自強(qiáng)光源61的一部分光束在配線層、成像元件10內(nèi)的邊界面等之間反射，并有時(shí)穿透OB像素區(qū)域12的遮光膜52的背側(cè)。如上所述，當(dāng)穿透OB像素區(qū)域12的遮光膜52的背側(cè)的光束被OB像素區(qū)域12中的像素的光電二極管光電轉(zhuǎn)換時(shí)，像素的像素值偏離。也就是說，發(fā)生光束的衍射。如上所述，后側(cè)照明CMOS圖像傳感器由于其結(jié)構(gòu)具有容易發(fā)生光束的衍射的特征。
·
如上所述，當(dāng)OB像素區(qū)域的像素值偏離時(shí)，鉗位(clamp)過程中的黑電平基準(zhǔn)值偏離，以至于很難準(zhǔn)確地校正有效像素區(qū)域中的像素值。S卩，過去對(duì)抗強(qiáng)入射光束的魯棒性很低。成像元件在本公開中，將描述一種用于提高對(duì)抗強(qiáng)入射光束的魯棒性以及使得能夠更適當(dāng)?shù)貓?zhí)行鉗位過程的技術(shù)。圖3是應(yīng)用了本技術(shù)的圖像拾取裝置的主要配置示例。圖3中示出的成像元件100是一個(gè)后側(cè)照明CMOS圖像傳感器。如圖3所示，有效像素區(qū)域101被形成在成像元件100的光照區(qū)域的中心處，且形成OB像素區(qū)域102以圍繞有效像素區(qū)域101。另外，形成啞像素區(qū)域103以圍繞OB像素區(qū)域102，并且在啞像素區(qū)域103的外側(cè)上形成外圍電路104。圖4是成像元件100的每個(gè)區(qū)域的配置的截面圖解釋。圖的上側(cè)對(duì)應(yīng)的是光照區(qū)域(背面?zhèn)?。即，來自對(duì)象的光束從圖的上側(cè)到下側(cè)進(jìn)入成像元件100。沿著入射光束的行進(jìn)方向，成像元件100具有多層結(jié)構(gòu)。即，成像元件100上的入射光束行進(jìn)以通過每一層。請(qǐng)注意，圖4僅示出有效像素區(qū)域101至啞像素區(qū)域103以及外圍電路104的部分配置中的像素的一部分(每個(gè)區(qū)域的邊界附近)的配置。在有效像素區(qū)域101至啞像素區(qū)域103中，在成像元件100的半導(dǎo)體襯底120上針對(duì)每個(gè)像素形成包括諸如光電二極管的光電轉(zhuǎn)換元件的傳感器部件121。在傳感器部件121之間的是像素分離區(qū)域122.有效性素區(qū)域101至啞像素區(qū)域103的像素的結(jié)構(gòu)彼此基本相似，請(qǐng)注意，啞像素區(qū)域103是被提供來穩(wěn)定有效像素區(qū)域101和OB像素區(qū)域102中的像素的性能的區(qū)域，從而從啞像素區(qū)域中輸出的像素基本上是不使用的(不用于暗輸出(黑電平)基準(zhǔn))。這里，啞像素區(qū)域103在形成濾色器層153和聚光透鏡154時(shí)起到抑制形狀變化的作用，形狀變化是由從OB像素區(qū)域102到外圍電路104的圖案中的不同而引起的。除此之外，OB像素區(qū)域102和啞像素區(qū)域103的每個(gè)像素被形成在絕緣膜151上的遮光膜152遮擋光束，從而光束不進(jìn)入像素。因此，OB像素區(qū)域的像素輸出理論上成為暗輸出(黑電平)基準(zhǔn)。實(shí)際上，因?yàn)橛捎趤碜杂行袼貐^(qū)域101的光束的衍射等像素值有時(shí)偏離，所以構(gòu)成成像元件100以抑制該影響。
例如，OB像素區(qū)域102中的每個(gè)像素的傳感器部件121不被形成在半導(dǎo)體襯底120的深處，而是被形成于表面?zhèn)鹊臏\區(qū)域中，以降低敏感度。另外，在半導(dǎo)體襯底120的深處(背面?zhèn)?、處于不與有效像素區(qū)域101中的每個(gè)像素的傳感器部件121相交的深度處，形成傳輸通道區(qū)域123，作為電子從OB像素區(qū)域102到啞像素區(qū)域103的路徑。在半導(dǎo)體襯底120的表面?zhèn)壬?，層疊有硅(Si)配線隔層膜邊界面131和配線層140。在配線層140中，形成多層配線141和在配線141之間的由絕緣材料制成的配線隔層膜 142。在半導(dǎo)體襯底120的背面?zhèn)壬?，層疊有絕緣 膜151、濾色器層153和聚光透鏡154。如上所述，遮擋光束的遮光膜152被形成在OB像素區(qū)域102和啞像素區(qū)域103的絕緣膜151上。因此，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可以基于圖像來設(shè)置黑電平并且能夠消除由于外圍電路上的入射光束導(dǎo)致的對(duì)設(shè)備的負(fù)面影響。在外圍電路104中，形成讀出柵極、沿垂直方向傳遞讀出信號(hào)電荷的垂直電荷傳遞部件、和水平電荷傳遞部件。圖5是傳輸通道區(qū)域123的圖示說明。如在圖5中用梯度來示出的，傳輸通道區(qū)域123從OB像素區(qū)域102到啞像素區(qū)域103具有電勢梯度，以使得當(dāng)梯度繪制為越靠近啞像素區(qū)域103側(cè)時(shí)電勢越低。S卩，在傳輸通道區(qū)域123中形成電勢梯度，以使得電勢沿著從OB像素區(qū)域102的內(nèi)部到外部的水平方向更低。如上所述，因?yàn)閭鞲衅鞑考?21被較淺地形成在OB像素區(qū)域102中，所以形成傳輸通道區(qū)域123以便不與傳感器部件121接觸。另一方面，如圖4和圖5所示，在啞像素區(qū)域103中將傳輸通道區(qū)域123形成為與傳感器部件121接觸。如圖5所示，從有效像素區(qū)域101進(jìn)入到OB像素區(qū)域102的電荷進(jìn)入具有被設(shè)置為比周圍區(qū)域的電勢更低的電勢的傳輸通道區(qū)域123，并且由于傳輸通道區(qū)域123的電勢梯度，電荷被進(jìn)一步引導(dǎo)到啞像素區(qū)域103側(cè)。被引導(dǎo)到啞像素區(qū)域103的電荷進(jìn)入啞像素區(qū)域103的傳感器部件121并積累。如上所述，因?yàn)檫M(jìn)入到OB像素區(qū)域102至傳輸通道區(qū)域123的電荷被引導(dǎo)到OB像素區(qū)域102的外部，所以成像元件100可以降低OB像素區(qū)域102的傳感器部件121中的積累的概率。即，成像元件100能夠抑制由光束的衍射引起的OB像素區(qū)域102的像素值中的偏離，并且能夠檢測更準(zhǔn)備的黑電平基準(zhǔn)值。請(qǐng)注意，在以上描述中，雖然在有效像素區(qū)域101中至虛擬啞像素區(qū)域103的每個(gè)中示出了兩個(gè)像素，但是每個(gè)區(qū)域中的像素的數(shù)量(寬度)是任意的。制造下面將描述成像元件100的制造方法的示例。圖6是示出制造成像元件100的制造裝置的主要配置示例的框圖。如圖6所示，制造裝置200包括控制部件201、深N型雜質(zhì)區(qū)域形成部件211、像素分離區(qū)域形成部件212、傳輸通道區(qū)域形成部件213、淺N型雜質(zhì)區(qū)域形成部件214、外圍電路形成部件215、配線層形成部件216、襯底去除部件217、絕緣膜形成部件218、遮光膜形成部件219、濾光器形成部件220和聚光透鏡形成部件221。另外，制造裝置200還包括輸入部件231、輸出部件232、存儲(chǔ)部件233、通信部件234和驅(qū)動(dòng)235。
控制部件201包括例如CPU (中央處理單元)、ROM (只讀存儲(chǔ)器)、RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等等，并且控制每一個(gè)其他部件并執(zhí)行與制造成像元件100相關(guān)的過程。例如，控制部件201的CPU基于存儲(chǔ)在ROM中的程序來執(zhí)行各種過程。另外，CPU基于從存儲(chǔ)部件233加載到RAM上的程序來執(zhí)行各種過程。在適當(dāng)時(shí)，在RAM中存儲(chǔ)CPU執(zhí)行各種過程時(shí)所需的數(shù)據(jù)。在控制部件201的控制下，深N型雜質(zhì)區(qū)域形成部件211至聚光透鏡形成部件221執(zhí)行制造成像元件100的每個(gè)過程。輸入部件231包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏、外部輸入端等等，并接受來自外部的用戶指令和信息的輸入，并且向控制部件201提供來自外部的輸入的用戶指令和信息。輸出部件232包括諸如CRT (陰極射線管)顯示器和IXD (液晶顯示器)的顯示器、揚(yáng)聲器、外部輸出終端等等，并且將由控制部件201提供的各種信息輸出為圖像、聲音、模擬信號(hào)或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。存儲(chǔ)部件233包括諸如閃存的SSD (固態(tài)驅(qū)動(dòng)器)、硬盤等等，并存儲(chǔ)控制部件201 提供的信息，或者響應(yīng)于控制部件201的請(qǐng)求而讀出所存儲(chǔ)的信息并提供所讀出的信息。通信部件234包括例如有線LAN (局域網(wǎng))或無線(LAN)的接口、調(diào)制解調(diào)器等等，并且經(jīng)由包括因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)與外部設(shè)備執(zhí)行通信過程。例如，通信部件234將控制部件201提供的信息傳送到通信目的地，或者將從通信目的地接收到的信息提供給控制部件201.驅(qū)動(dòng)235在適當(dāng)時(shí)連接到控制部件201。并且，當(dāng)適當(dāng)時(shí)，諸如磁盤、光盤、光磁盤和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的可移除介質(zhì)241被裝載到驅(qū)動(dòng)裝置235上。并且，當(dāng)適當(dāng)時(shí)，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)235從可移除介質(zhì)241中讀出的計(jì)算機(jī)程序被安裝在存儲(chǔ)部件233中。將參照?qǐng)D7的流程圖來描述制造過程的流程示例。另外，當(dāng)適當(dāng)時(shí)描述將參照?qǐng)D8至圖13。圖8至圖13是制造過程的每個(gè)工藝流程的現(xiàn)象的圖示說明。當(dāng)制造過程開始時(shí)，在步驟SlOl中，在控制部件201的控制下，深N型雜質(zhì)區(qū)域形成部件211在N型半導(dǎo)體襯底301中組成深N型雜質(zhì)區(qū)域，如圖8所示。更具體地說，深N型雜質(zhì)區(qū)域形成部件211將抗蝕劑311涂在N型半導(dǎo)體襯底301的表面?zhèn)龋鐖D9所示，并且通過使用掩模和光刻(lithography)技術(shù)形成抗蝕劑開口區(qū)域。隨后，深N型雜質(zhì)區(qū)域形成部件211執(zhí)行離子注入1，以形成深N型雜質(zhì)區(qū)域312。在這一點(diǎn)上，不在OB像素區(qū)域102上執(zhí)行離子注入I?？刮g劑311的膜厚度取決于深N型雜質(zhì)區(qū)域312的深度，即，離子注入I的能量。當(dāng)離子注入I完成時(shí)，抗蝕劑311被剝離。在步驟S102中，在控制部件201的控制下，像素分離區(qū)域形成部件212在N型半導(dǎo)體襯底301中組成像素分離區(qū)域122。更具體地說，像素分離區(qū)域組成部件212將抗蝕劑321涂在N型半導(dǎo)體襯底301的表面?zhèn)龋鐖D10所示，并且通過使用掩模和光刻技術(shù)形成抗蝕劑開口區(qū)域。隨后，像素分離區(qū)域形成部件212執(zhí)行離子注入2，以形成像素分離區(qū)域122。這里，希望盡可能多地縮小像素分離區(qū)域的寬度，以為隨后描述的傳感器部件121擴(kuò)充空間。一般，抗蝕劑開口的寬度的極限值是基于抗蝕劑膜的厚度設(shè)定的。結(jié)果，希望使得基于離子注入能量來設(shè)置最佳的抗蝕劑膜厚度和開口寬度。當(dāng)離子注入2完成時(shí)，抗蝕劑321被剝離。在步驟S103中，在控制部件201的控制下，傳輸通道區(qū)域形成部件213在N型半導(dǎo)體襯底301的OB像素區(qū)域102和啞像素區(qū)域103中形成傳輸通道區(qū)域123。
更具體地說，傳輸通道區(qū)域形成部件213將抗蝕劑331涂在N型半導(dǎo)體襯底301的表面?zhèn)?，如圖11所示，并且通過使用掩模和光刻技術(shù)來形成抗蝕劑開口區(qū)域。隨后，傳輸通道區(qū)域形成部件213執(zhí)行離子注入3，以形成傳輸通道區(qū)域123。離子注入3是通過N型雜質(zhì)來執(zhí)行的。并且，在一個(gè)范圍內(nèi)確定注入深度，在該范圍內(nèi)傳輸通道區(qū)域123能夠與下文將描述的OB像素區(qū)域102的傳感器部件121相分離。另外，希望所注入的雜質(zhì)的濃度足以將像素分離區(qū)域122的P型雜質(zhì)濃度轉(zhuǎn)化為N型。當(dāng)離子注入3完成時(shí)，抗蝕劑331被剝離。在步驟S 104中，在控制部件201的控制下，淺N型雜質(zhì)區(qū)域形成部件214在N型半導(dǎo)體襯底301上形成淺N型雜質(zhì)區(qū)域(傳感器部件121)。更具體來說，淺N型雜質(zhì)區(qū)域形成部件214將抗蝕劑341涂在N型半導(dǎo)體襯底301的表面?zhèn)?，如圖12所示，并且通過使用掩模和光刻技術(shù)來形成抗蝕劑開口區(qū)域。隨后，淺N型雜質(zhì)區(qū)域形成部件214進(jìn)行離子注入4，以形成淺N型雜質(zhì)區(qū)域342。這里，有效像素區(qū)域101、OB像素區(qū)域102和啞像素區(qū)域103中的所有都是注入的目標(biāo)區(qū)域。淺N型雜質(zhì)區(qū) 域342充當(dāng)OB像素區(qū)域102的傳感器部件121，并確定暗信號(hào)輸出的基準(zhǔn)。當(dāng)離子注入4完成時(shí)，抗蝕劑341被剝離。在步驟S105中，在控制部件201的控制下，外圍電路形成部件215形成外圍電路104。在步驟S106中，在控制部件201的控制下，配線層形成部件216形成配線層140。在步驟S107中，在控制部件201的控制下，襯底去除部件217通過基于CMP等的磨光而去除N型半導(dǎo)體襯底301在背面?zhèn)壬系牟恍枰牟糠?虛線圍繞的部分)，如圖13所
/Jn o在步驟S108中，在控制部件201的控制下，絕緣膜形成部件218在半導(dǎo)體襯底120的背面?zhèn)刃纬山^緣膜151。在步驟S109中，在控制部件201的控制下，遮光膜形成部件219在絕緣膜151中形成遮光膜152。在步驟SllO中，在控制部件201的控制下，濾光器形成部件220在絕緣膜151的背面?zhèn)?，例如按照拜?Bayer)排列來形成濾色器層153。在步驟Slll中，在控制部件201的控制下，聚光透鏡形成部件221在濾色器層153的背面?zhèn)壬舷鄬?duì)于每個(gè)像素形成聚光透鏡154。如上所述，制造了具有圖4所示的配置的成像元件100。S卩，制造裝置200無需任何特別復(fù)雜的過程，就可以容易地制造成像元件100。另外，根據(jù)以上描述，即使傳感器部件121由深N型雜質(zhì)區(qū)域312和淺N型雜質(zhì)區(qū)域342組成，傳感器部件121實(shí)際上也是通過多個(gè)雜質(zhì)注入過程而形成的，諸如形成電荷轉(zhuǎn)移所必需的電勢梯度并且為了抑制暗電流而用P型雜質(zhì)層來覆蓋表面。并且，只要前后一致，上述的過程順序沒有特定的順序?！吹诙?shí)施例〉制造請(qǐng)注意，可以從背面?zhèn)葓?zhí)行用于形成傳輸通道區(qū)域123的離子注入。圖14是示出在該情況下制造成像元件100的制造裝置的配置示例的框圖。圖14中所示的制造裝置400與圖6中的制造裝置200基本相似，并且具有相似的結(jié)構(gòu)并執(zhí)行相似的過程。請(qǐng)注意，在制造裝置400中省略了傳輸通道區(qū)域形成部件213，但改為包括傳輸通道區(qū)域形成部件413。在形成絕緣膜151之后，傳輸通道區(qū)域形成部件413像傳輸通道區(qū)域形成部件213一樣執(zhí)行工序以形成傳輸通道區(qū)域123。將參照?qǐng)D15中的流程圖描述在該情況下的制造過程的流程示例。在適當(dāng)時(shí)，說明將參照?qǐng)D16與圖17。與圖7中所示的步驟SlOl和步驟S102中的每個(gè)過程類似地執(zhí)行步驟S201和步驟S202中的每一個(gè)過程。其后，省略步驟S103中的過程，并且與圖7中所示的步驟S104至步驟S108中的每一個(gè)過程類似地執(zhí)行步驟S203至步驟S207中的每一個(gè)過程。 此時(shí)，如圖16所示，不在N型半導(dǎo)體襯底301中形成傳輸通道區(qū)域123。在步驟S208中，在控制部件201的控制下，傳輸通道區(qū)域形成部件413在N型半導(dǎo)體襯底301上的OB像素區(qū)域102和啞像素區(qū)域103中形成傳輸通道區(qū)域123。更具體來說，傳輸通道區(qū)域形成部件413將抗蝕劑421涂在N型半導(dǎo)體襯底301的背面?zhèn)?絕緣膜151的背面?zhèn)?，并且通過使用掩模和光刻技術(shù)來形成抗蝕劑開口區(qū)域，如圖17所示。隨后，傳輸通道區(qū)域形成部件413從背面?zhèn)冗M(jìn)行離子注入5，以形成傳輸通道區(qū)域123。這時(shí)，因?yàn)樵谛纬膳渚€后執(zhí)行用于雜質(zhì)激活(impurity activation)的熱處理,所以希望在有限的區(qū)域內(nèi)使用激活過程，諸如激光退火。與圖7中所示的步驟S109至步驟Slll中的每一個(gè)過程類似地執(zhí)行步驟S209至步驟S211中的每一個(gè)過程。如上所述，制造裝置400無需任何特別復(fù)雜的過程，通過執(zhí)行上述每個(gè)過程就可以容易地制造具有如圖4所示的配置的成像元件100?！?.第三實(shí)施例〉成像元件本公開具有如下特征即將在OB像素區(qū)域102的深區(qū)域中被光電轉(zhuǎn)換的電子放電到啞像素區(qū)域103中，并且電子的轉(zhuǎn)移是一個(gè)重要因素。為了提高在啞像素區(qū)域103中轉(zhuǎn)移電荷的效率，例如可以在半導(dǎo)體襯底120的啞像素區(qū)域103中嵌入柵極電極。圖18示出在這種情況下的成像元件100的配置示例。在該情況下，柵極電極451從半導(dǎo)體襯底120的表面?zhèn)缺磺度氲絾∠袼貐^(qū)域103中，以到達(dá)傳輸通道區(qū)域123，如圖18所示。在這種配置中，成像元件100能夠經(jīng)由柵極電極451輕易地汲取存在于深區(qū)域中的電子。因此，甚至在該情況下，成像元件100也能夠更準(zhǔn)確地檢測黑電平基準(zhǔn)值。制造圖19示出這種情況下的制造裝置的配置示例。圖19中所示的制造裝置600與制造裝置200基本相似，具有相似的結(jié)構(gòu)并執(zhí)行相似的過程。請(qǐng)注意，制造裝置600還包含柵極電極形成部件611。將參照?qǐng)D20中示出的流程圖來描述在該情況下的制造過程的流程示例。與圖7中所示的步驟SlOl至步驟S104中的每一個(gè)過程類似地執(zhí)行步驟S301至步驟S304中的每一個(gè)過程。在步驟S305中，在控制部件201的控制下，柵極電極形成部件611在半導(dǎo)體襯底120的啞像素區(qū)域103中形成柵極電極451。與步驟S105至步驟Slll中的每一個(gè)過程類似地執(zhí)行步驟S306至步驟S312中的
每一個(gè)過程。如上所述，制造裝置600無需任何特別復(fù)雜的過程，通過執(zhí)行上述每個(gè)過程就可以容易地制造具有如圖18所示的配置的成像元件100?！?.第四實(shí)施例〉成像元件
請(qǐng)注意，有效像素區(qū)域101至外圍電路104的安排不限于參照?qǐng)D3所描述的示例。只要在有效像素區(qū)域101附近布置的OB像素區(qū)域102的鄰接來布置其像素值不被使用的諸如啞像素區(qū)域103的另一區(qū)域即可。例如，可以在OB像素區(qū)域102的內(nèi)側(cè)、即在OB像素區(qū)域102與有效像素區(qū)域101之間布置啞像素區(qū)域，如圖21所示，并且朝向啞像素區(qū)域來形成傳輸通道區(qū)域。圖21中所示的成像元件700基本上具有與成像元件100相似的配置,但還具有一個(gè)在OB像素區(qū)域102與有效像素區(qū)域101之間的啞像素區(qū)域(內(nèi)側(cè))701。啞像素區(qū)域(內(nèi)偵D 701是一個(gè)與啞像素區(qū)域103相似的區(qū)域。圖22是成像元件700的截面圖。在半導(dǎo)體襯底120中從OB像素區(qū)域102向啞像素區(qū)域(內(nèi)側(cè))701 (不到啞像素區(qū)域103)形成傳輸通道區(qū)域723，如圖22所示。形成傳輸通道區(qū)域723的電勢梯度以便越接近啞像素區(qū)域(內(nèi)側(cè))701側(cè)繪制的梯度越低。其他配置與成像元件100中的相似。因此，由于進(jìn)入OB像素區(qū)域102中的電荷通過傳輸通道區(qū)域723被引導(dǎo)到OB像素區(qū)域102外部，所以成像元件700可以降低OB像素區(qū)域102的傳感器部件121中的電荷存儲(chǔ)的可能性。即，成像元件700能夠抑制由于光束的衍射而引起的OB像素區(qū)域102的像素值的偏離，并檢測更準(zhǔn)確的黑電平基準(zhǔn)值。請(qǐng)注意，可以用與在第一實(shí)施例或第二實(shí)施例中描述的相似的過程來制造成像元件700?？商鎿Q地，可以如上面在第三實(shí)施例中所述的，在半導(dǎo)體襯底120的啞像素區(qū)域(內(nèi)偵D 701中提供柵極電極。<5.第五實(shí)施例>圖像拾取裝置圖23是示出應(yīng)用了本技術(shù)的圖像拾取裝置的配置示例的圖。圖23中所示的圖像拾取裝置800是用于拍攝對(duì)象的圖像并將對(duì)象的圖像輸出為電信號(hào)的裝置。如圖23所示，該圖像拾取裝置800具有鏡頭部件811、CMOS傳感器812、A/D轉(zhuǎn)換器813、操作部件814、控制部件815、圖像處理部件816、顯示部件817、編解碼處理部件818和存儲(chǔ)部件819。鏡頭部件811對(duì)對(duì)象調(diào)整焦點(diǎn)并且聚集來自聚焦位置的光束，以將聚集的光束提供給CMOS傳感器812.CMOS傳感器812是具有上述結(jié)構(gòu)的固態(tài)成像元件，并且在OB像素區(qū)域內(nèi)提供傳輸通道區(qū)域。
A/D轉(zhuǎn)換器813以預(yù)定定時(shí)相對(duì)于從CMOS傳感器812提供的每個(gè)像素將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)(以下，當(dāng)適當(dāng)時(shí)將被稱作圖像信號(hào))，并且以預(yù)定定時(shí)向圖像處理部件816順序地提供轉(zhuǎn)換后的圖像信號(hào)。操作部件814包括轉(zhuǎn)點(diǎn)通(jog dial,商標(biāo))、鍵及按鈕、或觸摸屏等,并當(dāng)接收到用戶操作輸入時(shí)向控制部件815提供與操作輸入相對(duì)應(yīng)的信號(hào)?？刂撇考?15基于與在操作部件814處執(zhí)行的用戶操作輸入對(duì)應(yīng)的信號(hào)，來控制鏡頭部件811、CMOS傳感器812、A/D轉(zhuǎn)換器813、圖像處理部件816、顯示部件817、編解碼處理部件818和存儲(chǔ)部件819的驅(qū)動(dòng)，并且使每個(gè)部件執(zhí)行與圖像拾取相關(guān)的過程。圖像處理部件816對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器813提供的圖像信號(hào)執(zhí)行各種圖像處理，諸如黑電平校正、混色校正、誤差校正、去馬賽克(demosaic)處理、矩陣處理、伽馬校正和YC轉(zhuǎn)換。圖像處理部件816向顯示部件817與編解碼處理部件818提供對(duì)其執(zhí)行了圖像處理的圖像信號(hào)。 顯示部件817包含例如液晶顯示屏，并基于圖像處理部件816提供的圖像信號(hào)來顯示對(duì)象的圖像。編解碼處理部件818對(duì)圖像處理部件816提供的圖像信號(hào)執(zhí)行預(yù)定方法的編碼過程，并將作為編碼過程的結(jié)果而得到的圖像數(shù)據(jù)提供給存儲(chǔ)部件819。存儲(chǔ)部件819存儲(chǔ)從編解碼處理部件818提供的圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)圖像處理部件816在適當(dāng)時(shí)讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部件819中的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，圖像數(shù)據(jù)被提供給顯示部件817并顯示相應(yīng)的圖像。圖像拾取裝置800的CMOS傳感器812能夠如上所述提高對(duì)抗光束的衍射的魯棒性，并且更準(zhǔn)確地檢測黑電平。因此，圖像處理部件816能夠更適當(dāng)?shù)貓?zhí)行鉗位過程。請(qǐng)注意，具有應(yīng)用了本技術(shù)的固態(tài)成像元件和圖像處理部件的圖像拾取裝置可以不僅具有上述配置，可能還具有其他配置。在基于軟件來執(zhí)行上述一系列處理的情況下，通過網(wǎng)絡(luò)或從存儲(chǔ)介質(zhì)來安裝在軟件中包含的程序。存儲(chǔ)介質(zhì)包括例如存儲(chǔ)程序的可移除介質(zhì)241 (圖6、圖14和圖19)，分發(fā)該可移除介質(zhì)241以用于獨(dú)立于裝置向用戶傳遞程序?？梢瞥橘|(zhì)241包含磁盤(包括柔性盤)和光盤(包括⑶-ROM和DVD)，還包含磁光盤(包括MD(迷你盤))、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等?；蛘?，除了可移除介質(zhì)241外，上述存儲(chǔ)介質(zhì)可包括控制部件201中用于存儲(chǔ)程序的ROM (圖6、圖14和圖19)以及包含在存儲(chǔ)部件233中的硬盤(圖6、圖14和圖19)，以預(yù)先安裝在裝置中的形式向用戶來分發(fā)ROM。應(yīng)注意，由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序可以是根據(jù)本說明書中描述的順序按時(shí)間序列處理的程序，或者是并行處理或在必要定時(shí)處理、諸如調(diào)用時(shí)處理的程序。還應(yīng)注意，在本說明書中，描述存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)中的程序的步驟不僅包括根據(jù)其中顯示的順序按時(shí)間序列執(zhí)行的過程，還包括并行執(zhí)行或單獨(dú)執(zhí)行的過程，并不一定要按時(shí)間序列來執(zhí)行。此外，在本說明書中，“系統(tǒng)”是指由多個(gè)設(shè)備組成的整體設(shè)備。此外，上面被描述為單個(gè)設(shè)備(或處理單元)的元件可以被配置為多個(gè)設(shè)備(或處理單元)。相反，上面被描述為多個(gè)設(shè)備的元件(或處理單元)可以被總體地配置為單個(gè)設(shè)備(或處理單元)。此外，可以對(duì)每個(gè)設(shè)備(或處理單元)添加除了上述元件以外的元件。此外，只要系統(tǒng)的配置或操作作為整體本質(zhì)上相同，則給定設(shè)備(或處理單元)的一部分元件可以被包含在另一設(shè)備(或另一處理單元)的元件中。換句話說，本公開的實(shí)施例不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)可以做出各種變化和修改。此外，本技術(shù)還可以配置為如下。(I) 一種成像元件，包括在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。(2)根據(jù)(I)的成像元件，其中，傳輸通道區(qū)域是N型區(qū)域。 (3)根據(jù)(I)或(2)的成像元件，其中，傳輸通道區(qū)域被形成為不與在光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的光電轉(zhuǎn)換元件接觸。(4)根據(jù)(I)至(3)中任一項(xiàng)的成像元件，其中，在光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的光電轉(zhuǎn)換元件在半導(dǎo)體襯底的邊界面附近被形成為比在有效像素區(qū)域內(nèi)提供的光電轉(zhuǎn)換元件更薄。(5)根據(jù)(I)至(4)中任一項(xiàng)的成像元件，其中，在傳輸通道區(qū)域內(nèi)形成電勢梯度，使得電勢從光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)部向光學(xué)黑像素區(qū)域外部沿水平方向降低。(6)根據(jù)(I)至(5)中任一項(xiàng)的成像元件，其中，傳輸通道區(qū)域被形成為以便將電荷傳送到啞像素區(qū)域內(nèi)的像素的光電轉(zhuǎn)換元件，啞像素區(qū)域的像素輸出不被使用并被與光學(xué)黑像素區(qū)域鄰接布置。(7)根據(jù)(6)的成像元件，其中，啞像素區(qū)域被布置在成像元件的光學(xué)黑像素區(qū)域的外側(cè)。(8)根據(jù)(6)或(7)的成像元件，其中，啞像素區(qū)域被布置在成像元件的光學(xué)黑像素區(qū)域的內(nèi)側(cè)。(9)根據(jù)(6)至(8)中任一項(xiàng)的成像元件，進(jìn)一步包括柵極電極，該柵極電極從半導(dǎo)體襯底的邊界面延伸并到達(dá)啞像素區(qū)域內(nèi)的傳輸通道區(qū)域。(10)根據(jù)(I)至(9)中任一項(xiàng)的成像元件，其中，在有效像素區(qū)域附近提供光學(xué)黑像素區(qū)域。(11) 一種圖像拾取裝置，包括成像元件，具有在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。(12)—種制造裝置，包括傳輸通道區(qū)域形成部件，用于在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域被提供在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，并且用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。( 13)根據(jù)(12)的制造裝置，其中，傳輸通道區(qū)域形成部件通過如下來在半導(dǎo)體襯底中形成傳輸通道區(qū)域?qū)⒖刮g劑涂在半導(dǎo)體襯底的表面?zhèn)鹊倪吔缑嫔?；在預(yù)定位置形成抗蝕劑開口區(qū)域；以及注入N型雜質(zhì)。
(14)根據(jù)(13)的制造裝置，其中，在光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，傳輸通道區(qū)域形成部件以所形成的傳輸通道區(qū)域不與光電轉(zhuǎn)換元件接觸的深度來注入N型雜質(zhì)。(15)根據(jù)(13)或(14)的制造裝置，其中，傳輸通道區(qū)域形成部件注入具有足以將半導(dǎo)體襯底的像素分離區(qū)域中的P型雜質(zhì)轉(zhuǎn)換成N型雜質(zhì)的濃度的N型雜質(zhì)。(16)根據(jù)(12)的制造裝置，其中，傳輸通道區(qū)域形成部件通過在半導(dǎo)體襯底的背面?zhèn)壬闲纬山^緣膜后從半導(dǎo)體襯底的背面?zhèn)茸⑷隢型雜質(zhì)來在半導(dǎo)體襯底中形成傳輸通道區(qū)域。(17) 一種制造裝置的制造方法，包括由傳輸通道區(qū)域形成部件在半導(dǎo)體襯底中形成傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域被提供在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，并用于將存在于光學(xué) 黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。本公開包含與在2011年9月26日向日本專利局提交的日本優(yōu)先專利申請(qǐng)JP2011-208512中公開的內(nèi)容相關(guān)的主題，其全部內(nèi)容通過引用被合并于此。
權(quán)利要求
1.一種成像元件,包括在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的傳輸通道區(qū)域， 該傳輸通道區(qū)域用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像元件，其中，傳輸通道區(qū)域是N型區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像元件，其中，傳輸通道區(qū)域被形成為不與在光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的光電轉(zhuǎn)換元件接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像元件，其中，在光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的光電轉(zhuǎn)換元件在半導(dǎo)體襯底的邊界面附近被形成為比在有效像素區(qū)域內(nèi)提供的光電轉(zhuǎn)換元件更薄。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像元件，其中，在傳輸通道區(qū)域內(nèi)形成電勢梯度，使得電勢從光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)部向光學(xué)黑像素區(qū)域外部沿水平方向降低。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像元件，其中，傳輸通道區(qū)域被形成為以便將電荷傳送到啞像素區(qū)域內(nèi)的像素的光電轉(zhuǎn)換元件，啞像素區(qū)域的像素輸出不被使用并被與光學(xué)黑像素區(qū)域鄰接布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像元件，其中，啞像素區(qū)域被布置在成像元件的光學(xué)黑像素區(qū)域的外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像元件，其中，啞像素區(qū)域被布置在成像元件的光學(xué)黑像素區(qū)域的內(nèi)側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像元件，進(jìn)一步包括柵極電極，該柵極電極從半導(dǎo)體襯底的邊界面延伸并到達(dá)啞像素區(qū)域內(nèi)的傳輸通道區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像元件，其中，在有效像素區(qū)域附近提供光學(xué)黑像素區(qū)域。
11.一種圖像拾取裝置，包括成像元件，具有在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。
12.一種制造裝置，包括傳輸通道區(qū)域形成部件，用于在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域被提供在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，并且用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造裝置，其中，傳輸通道區(qū)域形成部件通過如下來在半導(dǎo)體襯底中形成傳輸通道區(qū)域?qū)⒖刮g劑涂在半導(dǎo)體襯底的表面?zhèn)鹊倪吔缑嫔希辉陬A(yù)定位置形成抗蝕劑開口區(qū)域；以及注入N型雜質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造裝置，其中，在光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，傳輸通道區(qū)域形成部件以所形成的傳輸通道區(qū)域不與光電轉(zhuǎn)換元件接觸的深度來注入N型雜質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造裝置，其中，傳輸通道區(qū)域形成部件注入具有足以將半導(dǎo)體襯底的像素分離區(qū)域中的P型雜質(zhì)轉(zhuǎn)換成N型雜質(zhì)的濃度的N型雜質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造裝置，其中，傳輸通道區(qū)域形成部件通過在半導(dǎo)體襯底的背面?zhèn)壬闲纬山^緣膜后從半導(dǎo)體襯底的背面?zhèn)茸⑷隢型雜質(zhì)來在半導(dǎo)體襯底中形成傳輸通道區(qū)域。
17.一種制造裝置的制造方法，包括由傳輸通道區(qū)域形成部件在半導(dǎo)體襯底中形成傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域被提供在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)，并用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。
全文摘要
提供了一種成像元件、圖像拾取裝置、制造裝置和制造方法，成像元件包括在由遮光膜遮擋來自半導(dǎo)體襯底外部的光的光學(xué)黑像素區(qū)域內(nèi)提供的傳輸通道區(qū)域，該傳輸通道區(qū)域用于將存在于光學(xué)黑像素區(qū)域的半導(dǎo)體襯底內(nèi)部的電荷傳送到光學(xué)黑像素區(qū)域外部。
文檔編號(hào)H04N5/335GK103022065SQ20121034932
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者遠(yuǎn)藤表德 申請(qǐng)人:索尼公司