固态成像元件、制造方法和电子设备技术

本公开涉及可通过减少像质劣化实现较高的像质的固态成像装置、制造固态成像装置的方法和电子设备。固态成像装置包括：半导体基板，其具有针对各像素形成的光电二极管，光电二极管进行光电转换；滤色片，其使颜色与各像素对应的光通过，滤色片叠置在半导体基板的光入射面侧上；和遮光膜，其设置在各像素的滤色片之间，遮光膜是通过叠置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，第一遮光膜和第二遮光膜是用两种彼此不同的材料形成的。第一遮光膜是用具有遮光效果的金属形成的，且第二遮光膜是用具有光敏性的树脂形成的。本技术可应用于例如背照式CMOS图像传感器。

Solid state imaging element, manufacturing method, and electronic device

The present disclosure relates to a solid-state imaging device capable of achieving higher image quality by reducing quality degradation, a method of manufacturing a solid-state imaging device, and an electronic device. The solid-state imaging device includes a semiconductor substrate having a photodiode, for each pixel formed, photoelectric diode photoelectric conversion; the color filter, and each pixel corresponding to the light passing through the filter, superimposed on the light incident surface of the semiconductor substrate side; and a light shielding film, which is arranged between each pixel of the color shading the film is formed by stacking a first shading film and second shading film, a first shielding film and second shading film is formed by using two kinds of different materials. The first shade film is formed from a metal having a shading effect, and the second shade film is formed with a photosensitive resin. The technique can be applied to, for example, a back illuminated CMOS image sensor.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态成像元件、制造方法和电子设备
本公开涉及固态成像装置、固态成像装置的制造方法和电子设备，并且更具体地，涉及能减少像质劣化并取得较高的像质的固态成像装置、固态成像装置的制造方法和电子设备。
技术介绍
在诸如数字静态摄像机或数字视频摄像机的具有成像功能的常规电子设备中，使用固态成像装置，比如电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。固态成像装置具有像素，每个像素包括进行光电转换的光电二极管和晶体管的组合，并且根据从以二维方式布置的像素输出的像素信号形成图像。近年来，经常使用背照式固态成像装置。在背照式固态成像装置中，光从作为前面侧的相反侧的背面侧射到光电二极管上，在半导体基板上，晶体管和布线层叠置在前面侧上。背照式固态成像装置用在紧凑型数字静态摄像机、移动终端用摄像机等中，并且能提高细微像素的灵敏度以及改善遮光特性。例如，背照式固态成像装置可具有比前照式固态成像装置中的光电二极管面积更大的光电二极管面积，并且特征性地在光入射侧上没有布线层。由于这些特征，背照式固态成像装置可有效地将入射光带入光电二极管，并实现优异的灵敏度特性。然而，背照式固态成像装置将来自密封玻璃表面、红外截止滤光片、摄像机组的光学系统等的较多反射光带入光电二极管。其结果是，容易出现闪光、重影和混色，并且像质劣化。特别地，在大尺寸固态成像装置中，像素尺寸大，且光接收区域宽。因此，光电二极管吸收大量不必要的光，使像质劣化更显眼。为了解决这种问题，已经开发了通过在像素之间设置遮光部来防止不必要的光进入光电二极管的技术，例如，如专利文献1和2中所公开的技术。引文列表专利文献专利文献1：日本特开2005-294647号公报。专利文献2：日本特开2013-229446号公报。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题如上所述，在常规的固态成像装置中，反射光进入光电二极管并使像质劣化。有鉴于此，需要防止产生反射光以减少像质劣化并取得较高的像质。本公开是鉴于这些情况而做出的，并且旨在减少像质劣化并取得较高的像质。问题的解决方案根据本公开的一个方面的固态成像装置包括：半导体基板，其具有针对各像素形成的光电二极管，所述光电二极管进行光电转换；滤色片，其配置成使颜色与各像素对应的光通过，滤色片叠置在半导体基板的光入射面侧上；和遮光膜，其设置在各像素的滤色片之间，遮光膜是通过叠置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，第一遮光膜和第二遮光膜是用两种彼此不同的材料形成的。根据本公开的一个方面的制造方法包括以下步骤：针对各像素在半导体基板中形成光电二极管，光电二极管进行光电转换；在半导体基板的光入射面侧上叠置滤色片，滤色片使颜色与各像素对应的光通过；以及在各像素的滤色片之间设置遮光膜，遮光膜是通过叠置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，第一遮光膜和第二遮光膜是用两种彼此不同的材料形成的。根据本公开的一个方面的电子设备包括固态成像装置，该固态成像装置包括：半导体基板，其具有针对各像素形成的光电二极管，光电二极管进行光电转换；滤色片，其配置成使颜色与各像素对应的光通过，滤色片叠置在半导体基板的光入射面侧上；和遮光膜，其设置在各像素的滤色片之间，遮光膜是通过叠置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，第一遮光膜和第二遮光膜是用两种彼此不同的材料形成的。在本公开的一个方面中，使颜色与各像素对应的光通过的滤色片叠置在其中针对各像素形成有光电二极管的半导体基板的光入射面侧上。光电二极管进行光电转换。通过叠置第一遮光膜和第二遮光膜形成的遮光膜设置在各像素的滤色片之间。第一遮光膜和第二遮光膜是用两种彼此不同的材料形成的。本专利技术的效果根据本公开的一个方面，可以减少像质劣化并且可取得较高的像质。附图说明图1是示出应用本技术的固态成像装置的第一实施方案的示例配置的图示。图2是示出固态成像装置的配置的平面视图和截面视图的图示。图3是用于说明固态成像装置的制造方法的图示。图4是用于说明固态成像装置的所述制造方法的图示。图5是示出固态成像装置的第二实施方案的示例配置的图示。图6是用于说明前照式固态成像装置的图示。图7是示出固态成像装置的变型例的图示。图8是示出固态成像装置的第三实施方案的示例配置的图示。图9是示出固态成像装置的第四实施方案的示例配置的图示。图10是用于说明像素尺寸的图示。图11是示出在电子设备中安装的成像设备的示例配置的框图。图12是示出固态成像装置的用途实例的图示。具体实施方式以下是参考附图对应用本技术的具体实施方案的详细描述。图1是示出应用本技术的固态成像装置的第一实施方案的示例配置的图示。图1示出靠近一区域的配置的截面，在该区域中红色像素12R和绿色像素12G安置在设置于固态成像装置11的传感器表面上的像素当中。应指出的是，红色像素12R和绿色像素12G以及稍后描述的蓝色像素12B在下文中将被简称为像素12，其中没必要将这些像素彼此加以区分。如图1中所示，固态成像装置11是通过在其中形成了红色像素12R的光电二极管21R和绿色像素12G的光电二极管21G的半导体基板22上从底部依次叠置绝缘膜23、非平面化粘附膜24、滤色片25和微透镜26形成的。另外，在固态成像装置11中，第一遮光膜27和第二遮光膜28形成在相邻的像素12之间。半导体基板22例如是通过将高纯度硅的单晶切割成薄片而得到的硅晶片。在半导体基板22中，针对各像素12形成通过光电转换将入射光转换成电荷的光电二极管21。绝缘膜23使光进入半导体基板22那侧上的表面(此表面在下文中适当情况下将被称为光入射面)绝缘。例如，绝缘膜23形成有其中氧化铪膜叠置在氧化硅膜上的叠置结构，并且还具有防止来自半导体基板22的光入射面的反射的功能。非平面化粘附膜24形成在绝缘膜23和第一遮光膜27上，并且增加滤色片25与第二遮光膜28之间的粘附力。非平面化粘附膜24是用例如丙烯酸树脂、酚醛树脂、硅氧烷树脂、环氧树脂或这些树脂的共聚物树脂形成的。滤色片25使与像素12对应的预定颜色的光通过，并且针对各像素12设置与相应颜色的像素12对应的颜色的滤色片25。也就是说，如图中所示，针对红色像素12R设置红色滤色片25R，且针对绿色像素12G设置绿色滤色片25G。每个滤色片25是用内部添加有有机颜料的树脂形成的，并且被设计成例如具有大约400至1000nm的厚度。微透镜26被设计成针对各像素12聚集光，并且是用例如聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂或这些树脂的共聚物树脂形成的。第一遮光膜27叠置在绝缘膜23上，以便位于相邻的像素12之间，并使像素12彼此遮光。第一遮光膜27是用诸如钨、铝或铜的具有遮光效果的金属形成的，并且被设计成具有大约200至300nm的厚度。第二遮光膜28经由非平面化粘附膜24叠置在第一遮光膜27上，以便位于相邻的像素12之间，并使像素12彼此遮光。第二遮光膜28是用例如具有光敏性(光吸收性质)的树脂形成的。这种树脂具有内部添加的炭黑颜料或钛黑颜料。如上所述，第一遮光膜27和第二遮光膜28是用彼此不同的材料形成的。将第一遮光膜27叠置成比第二遮光膜28更靠近半导体基板22，或者将第二遮光膜28叠置在光入射侧上。另外，第一遮光膜27和第二遮光膜28被设计成具有与滤色片25基本上相同的厚度。也就是说，第一遮光膜27和第二遮光膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像装置，包括：半导体基板，其具有针对各像素形成的光电二极管，所述光电二极管进行光电转换；滤色片，其配置成使颜色与所述各像素对应的光通过，所述滤色片叠置在所述半导体基板的光入射面侧上；和遮光膜，其设置在所述各像素的所述滤色片之间，所述遮光膜是通过叠置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，所述第一遮光膜和所述第二遮光膜是用两种彼此不同的材料形成的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.03 JP 2014-2045321.一种固态成像装置，包括：半导体基板，其具有针对各像素形成的光电二极管，所述光电二极管进行光电转换；滤色片，其配置成使颜色与所述各像素对应的光通过，所述滤色片叠置在所述半导体基板的光入射面侧上；和遮光膜，其设置在所述各像素的所述滤色片之间，所述遮光膜是通过叠置第一遮光膜和第二遮光膜形成的，所述第一遮光膜和所述第二遮光膜是用两种彼此不同的材料形成的。2.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述第一遮光膜叠置在比所述第二遮光膜更靠近所述半导体基板的那侧上，所述第一遮光膜是用具有遮光效果的金属形成的，且所述第二遮光膜是用具有光敏性的树脂形成的。3.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述像素中的一些是要用于根据所述固态成像装置的成像表面中的相位差来控制自动聚焦的自动聚焦像素，且所述第一遮光膜和所述第二遮光膜形成在所述自动聚焦像素上，以使所述自动聚焦像素遮光以进行光瞳分割。4.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中，在所述自动聚焦像素中，用透明材料填充与其它像素中的所述滤色片相当的部分。5.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中所述第二遮光膜在所述像素当中的红色像素上具有不超过预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：大塚洋一，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP