固态成像元件、固态成像元件的制造方法以及成像装置制造方法及图纸

在固态成像元件的像素阵列单元(111)中以矩阵方式二维排列的像素(120-1,120-2)中，内部埋设有遮光膜(142-1,142-2,142-3)的光电转换膜(141)形成并堆叠在光电二极管(151-1,151-2)的光入射侧上。本技术可以应用于例如可与全域快门系统兼容的CMOS图像传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及固态成像元件、固态成像元件的制造方法以及成像装置，更具体地，涉及包括可以具有减小的厚度的光电转换膜的固态成像元件、固态成像元件的制造方法以及成像装置。
技术介绍
诸如CMOS (互补金属氧化物半导体)图像传感器等的固态成像元件已经广泛用于数字静物照相机和数字摄像机中。作为用于CMOS图像传感器的电子快门系统，提出了一种全域快门系统(例如，参见专利文献1)。根据该全域快门系统，对于对成像有效的所有有效像素同时开始曝光，并且对于所有有效像素同时结束曝光。因此，为了在曝光结束后读取发生的同时临时地存储由光电二极管累积的光电电荷，需要设置存储单元。在这种CMOS图像传感器中，需要形成具有遮光特性的遮光膜，以对存储单元进行遮光。例如，专利文献2公开了一种包括具有遮光特性的遮光膜的CMOS图像传感器。引文列表专利文献专利文献1:JP 2011-216970 A专利文献2:JP 2012-248679 A
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在充当光电转换器并具有遮光特性的光电转换膜堆叠在半导体基板上的结构用作使用全域快门系统的CMOS图像传感器的情况下，需要在半导体基板上形成存储单元和晶体管，并且要堆叠在半导体基板上的光电转换膜需要维持遮光特性。为了改善遮光特性，增加光电转换膜的厚度是有效的。然而，为了以完全方式执行遮光，需要1 μ m或更大的厚度，但更大的厚度导致成膜和加工工序的工作量增大。更大的厚度还导致半导体芯片尺寸的增大。因此，考虑到并入到最终产品中，期望减小光电转换膜的厚度。此外，根据专利文献2所公开的技术，光电转换膜不堆叠在半导体基板上。因此，该技术不适合于堆叠光电转换器和存储单元以便减小半导体芯片面积的结构。本技术鉴于这些情况而开发，并且目的在于在使用这种光电转换膜堆叠在半导体基板上的结构时减小充当光电转换器并具有遮光特性的光电转换膜的厚度。解决问题的方案本技术的第一方面的固态成像元件包括:光电二极管；以及光电转换膜，该光电转换膜堆叠在该光电二极管的光入射侧上，并且遮光膜埋设在该光电转换膜中。固态成像元件还包括存储单元，该存储单元存储从该光电二极管转移的电荷，并且位于该遮光膜的正下方。该遮光膜可以根据像素尺寸而形成。该光电转换膜可以是可以外延生长的无机化合物半导体。该光电转换膜可以是CIGS( 二砸化铜铟镓)薄膜。在本技术的第一方面的固态成像元件中，内部埋设有遮光膜的光电转换膜堆叠在光电二极管的光入射侧上。本技术的第二方面的制造方法包括以下步骤:在半导体基板上形成光电二极管；以及在该半导体基板的光入射侧上形成光电转换膜，并且遮光膜埋设在该光电转换膜中。在本技术的第二方面的制造方法中，在半导体基板上形成光电二极管，并且在该半导体基板的光入射侧上形成内部埋设有遮光膜的光电转换膜。本技术的第三方面的成像装置内部安装有固态成像元件，该固态成像元件包括:光电二极管；以及光电转换膜，该光电转换膜堆叠在该光电二极管的光入射侧上，并且遮光膜埋设在该光电转换膜中。在本技术的第三方面的成像装置中，安装光电转换膜堆叠在光电二极管的光入射侧上的固态成像元件，遮光膜埋设在该光电转换膜中。专利技术效果根据本技术的第一至第三方面，可以减小光电转换膜的厚度。【附图说明】图1是示出了 CMOS图像传感器的示例结构的图。图2是单位像素的示例结构的截面图。图3是单位像素的示例结构的顶视图。图4是示出了单位像素的制造工序的图。图5是示出了单位像素的另一个示例结构的图。图6是示出了单位像素的另一个示例结构的图。图7是示出了 CMOS图像传感器的另一个示例结构的图。图8是示出了 CMOS图像传感器的另一个示例结构的图。图9是示出了成像装置的示例结构的图。【具体实施方式】以下是参照附图对本技术的实施方式的描述。<固态成像元件的示例结构>图1是示出了作为本技术所应用于的固态成像元件的CMOS图像传感器的示例结构的框图。如图1所示，CMOS图像传感器100包括像素阵列单元111和外围电路单元。外围电路单元包括垂直驱动器112、列处理器113、水平驱动器114以及系统控制器115。CMOS图像传感器100还包括信号处理器118和数据储存器119。信号处理器118和数据储存器119可以安装在上面安装CMOS图像传感器100的基板上，或者可以是与CMOS图像传感器100的基板不同的基板上所设置的外部信号处理器，诸如DSP(数字信号处理器)或形成有软件的处理器等。在像素阵列单元111中，包括光电转换元件的单位像素(下文中有时也简称为“像素”)以矩阵方式二维地排列。后面将详细描述各个单位像素的结构。像素阵列单元111还具有对于矩阵状像素排列中的各行沿附图中的水平方向形成的像素驱动线116，并且具有对于各列沿附图中的垂直方向形成的垂直信号线117。各个像素驱动线116的一端连接到对应于垂直驱动器112的各行的输出端。垂直驱动器112是形成有移位寄存器、地址解码器等，并且同时全部或逐行驱动像素阵列单元111的各像素的像素驱动单元。从由垂直驱动器112选择并扫描的像素行的各单位像素输出的信号借助各垂直信号线117供应给列处理器113。对于像素阵列单元111的各像素列，列处理器113对借助垂直信号线117从所选行的各单位像素输出的信号执行预定信号处理，并且临时地存储经受信号处理的像素信号。具体地，列处理器113执行诸如⑶S(相关双采样)处理等的去噪处理，作为信号处理。借助由列处理器113执行的CDS处理，去除诸如重置噪声或放大晶体管的阈值的变化等的、像素特有的固定图形噪声。除了执行去噪处理之外，列处理器113还可以具有例如A-D (模-数)转换功能，并且以数字信号的形式输出信号电平。水平驱动器114形成有移位寄存器、地址解码器等，并且顺序选择对应于列处理器113的像素列的单元电路。随着水平驱动器114执行选择和扫描，顺序输出经由列处理器113受到信号处理的像素信号。系统控制器115形成有生成各种时刻信号的时刻生成器等，并且基于由时刻生成器生成的各种时刻信号来控制垂直驱动器112、列处理器113、水平驱动器114、数据储存器119等的驱动。信号处理器118至少具有加法处理功能，并且对从列处理器113输出的像素信号执行诸如加法处理等的各种信号处理。在由信号处理器118执行的信号处理时，数据储存器119临时地存储信号处理所需要的数据。<单位像素的结构>现在参照图2，详细描述图1所示的像素阵列单元111中以矩阵方式排列的单位像素120的结构。图2示出了以矩阵方式排列的单位像素120中彼此相邻的单位像素120-1和120-2附近的部分的截面。应当注意的是，在以下描述中，单位像素120-1和单位像素120-2在不必彼此区分时，将被简称为单位像素120。单位像素120通过从附图的顶部以0CL(片上透镜)层121、光电转换层122以及半导体基板123的顺序堆叠而形成。在0CL层121中，对于各单位像素120设置小透镜131和滤色器132。在图2中，示出了对于单位像素120-1的透镜131-1和滤色器132-1以及对于单位像素120-2的透镜131-2和滤色器132-2。在光电转换层122中，形成光电转换膜141。在光电转换膜141中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像元件，该固态成像元件包括：光电二极管；光电转换膜，该光电转换膜堆叠在所述光电二极管的光入射侧上；以及遮光膜，该遮光膜至少部分地埋设在所述光电转换膜内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：西泽贤一，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP