成像装置和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了成像装置和设置有该成像装置的电子设备。固态成像装置包括：半导体基板；多个光电转换单元；第一沟槽区域，布置在半导体基板中且位于两个光电转换单元之间；第一金属区域，在垂直方向上位于第一沟槽区域的至少一部分的上方；第二沟槽区域，在水平方向上与至少一个光电转换单元相邻；第二金属区域，在垂直方向上位于第二沟槽区域的至少一部分的上方；第一开口，对应于第一滤色器；和与第一开口的尺寸相同的第二开口，对应于颜色与第一滤色器不同的第二滤色器；第一金属区域偏移于第一沟槽区域且第二金属区域偏移于第二沟槽区域，第一金属区域从第一沟槽区域的中心部偏移的方向与第二金属区域从第二沟槽区域的中心部偏移的方向相反。

【技术实现步骤摘要】
成像装置和电子设备本申请是申请日为2014年5月16日、专利技术名称为“固态成像装置和电子设备”的申请号为201410208812.5的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及固态成像装置和电子设备，具体地说，涉及包括沟槽元件分离区域的固态成像装置和包括该固态成像装置的电子设备。
技术介绍
固态成像装置包括沿着半导体基板的光接收表面侧排列的多个像素。各个像素包括设置在半导体基板中的光电转换单元以及设置在半导体基板的上侧的滤色器和片上透镜。在具有这种构造的固态成像装置中，如果倾斜进入光接收表面的光泄漏到相邻像素的光电转换单元，则光泄漏变成引起光混合和色差的因素。因此，已经提出了如下的构造：在半导体基板的光接收表面侧形成使像素的光电转换单元分离开的沟槽元件隔离区域，并且在各个沟槽元件隔离区域中设置遮光膜以防止相邻像素之间发生漏光现象。在这种构造中，沟槽的开口的宽度在光接收表面侧浅层位置缩窄，并且遮光膜仅仅埋入在沟槽的浅层位置。因此，可以在不产生孔隙的情况下形成遮光膜并有效遮挡像素之间的光(例如，参见日本专利申请公开No.2012-178457)。
技术实现思路
然而，即使在构造为在半导体基板中设置沟槽元件隔离区域的固态成像装置中，也会发生色平衡崩溃的现象，这种现象取决于接收到的光的波长和接收到的光的入射角而且是引起着色的原因。因此，希望提供一种具有良好的色平衡而不会造成着色的固态成像装置以及使用该固态成像装置的电子设备。根据本专利技术的一个实施例，提供了一种固态成像装置，包括：半导体层，多个像素沿着光接收面排列在所述半导体层上，所述光接收面是所述半导体层的主表面；光电转换单元，其针对所述半导体层中的各个像素而设置；沟槽元件隔离区域，其通过在所述半导体层的光接收表面侧形成的沟槽图案中设置绝缘层而形成，所述沟槽元件隔离区域设置在从像素之间的像素边界偏移的位置处。在具有这种构造的固态成像装置中，沟槽元件隔离区域设置在从像素之间的边界偏移的位置处。因此，通过使沟槽元件隔离区域的偏移方向为取决于各个像素中接收到的光的波长的方向，可以使沟槽元件隔离区域所设置在的光接收面侧的光电转换单元的体积和位置取决于接收到的光的波长。因此，可以改善在光接收面的设置有沟槽元件隔离区域的区域中进行光电转换的短波长的光与比上述区域更深的区域中进行光电转换的长波长的光之间的色平衡。因此，根据本专利技术，可以捕获具有良好的色平衡的图像而不会造成着色，并且可以改善成像特性。在阅读以下对附图所示的最佳实施例的详细描述之后将更容易理解本专利技术的这些和其他目的、特征和优点。附图说明图1是示出应用本专利技术的实施例的示例性固态成像装置的示意性构造图；图2是根据本专利技术的第一实施例的固态成像装置的主要部分的俯视图；图3是根据第一实施例的固态成像装置的主要部分的剖视图，对应于沿图2中的线A-A截取的剖面；图4是示出与光电转换单元中接收到的颜色的光相关的相对输出的曲线图；图5是示出吸收蓝光的量相对于距半导体层(Si)的光接收表面的深度的曲线图；图6A至图6C是根据第一实施例的固态成像装置的制造工艺示意图；图7A至图7B是与入射角相关的归一化灵敏度的曲线图；图8A至图8C是与入射角相关的绝对灵敏度的曲线图；图9是示出根据本专利技术的第二实施例的固态成像装置的主要部分的构造的剖视图；图10是示出根据本专利技术的第三实施例的固态成像装置的主要部分的构造的剖视图；图11是示出根据本专利技术的第四实施例的固态成像装置的主要部分的构造的剖视图；图12是根据本专利技术的第五实施例的固态成像装置的主要部分的俯视图；图13是根据第五实施例的固态成像装置的主要部分的剖视图，其对应于沿图12中的线A-A截取的剖面；图14A至图14B是相邻像素的色混合量相对于入射角的曲线图；以及图15是根据本专利技术的第六实施例的电子设备的构造图，该电子设备包括本专利技术实施例所应用的固态成像元件。具体实施方式下面，将以如下顺序参考附图描述本专利技术公开的各实施例。1.根据本专利技术实施例的固态成像装置的示意性构造实例2.第一实施例(沟槽元件隔离区域的位置移动到长波长像素侧的第一实例)3.第二实施例(沟槽元件隔离区域的位置移动到长波长像素侧的第二实例)4.第三实施例(沟槽元件隔离区域的位置移动到长波长像素侧的第三实例)5.第四实施例(沟槽元件隔离区域的位置移动到长波长像素侧的第四实例)6.第五实施例(沟槽元件隔离区域的位置移动到短波长像素侧的第五实例)7.第六实施例(采用固态成像装置的电子设备)1.根据本专利技术实施例的固态成像装置的示意性构造实例图1示出根据本专利技术实施例的用作示例性固态成像装置的MOS(MetalOxideSemiconductor，金属氧化物半导体)型固态成像装置的示意性构造。如图1所示的固态成像装置1具有像素区域4，在像素区域4中，包括光电转换区域的多个像素3二维地排列在支撑基板2的表面上。在排列在像素区域4中的各个像素3上设置有包括光电转换区域、浮动扩散部、读取栅极、多个晶体管(所谓的MOS晶体管)和电容元件的像素电路。应该注意的是多个像素3可以共用像素电路的一部分。在像素区域4的周边部分中设置有周边电路，例如竖直驱动电路5、列信号处理电路6、水平驱动电路7和系统控制电路8。竖直驱动电路5包括移位寄存器，例如选择像素驱动线9，向所选的像素驱动线9供应用于驱动像素3的脉冲，并且逐行地驱动排列在像素区域4中的像素3。具体地说，竖直驱动电路5逐行连续地沿竖向选择性地扫描排列在像素区域4中的像素3。然后，竖直驱动电路5根据取决于各个像素3中的接收光量而产生的信号电荷将像素信号经由与像素驱动线9垂直地设置的竖直驱动线10供应给列信号处理电路6。列信号处理电路6设置成对应于例如像素3的列，并且对每个像素列执行信号处理，例如去除从一行像素3输出的信号的噪声。具体地说，列信号处理电路6执行例如去除像素的特定固定图案噪声的相关双采样(CDS)、信号放大和模拟/数字(AD)转换等信号处理。水平驱动电路7包括例如移位寄存器，通过顺序地输出水平扫描脉冲来选择列信号处理电路6的目的地，并且使列信号处理电路6输出像素信号。系统控制电路8接收输入时钟和用于指令操作模式等的数据，并且输出例如固态成像装置1的内部信息等的数据。具体地说，系统控制电路8基于竖直同步信号、水平同步信号和主时钟生成时钟信号或控制信号作为竖直驱动电路5、列信号处理电路6和水平驱动电路7等的行为基准。然后，系统控制电路8将这些信号输入到竖直驱动电路5、列信号处理电路6和水平驱动电路7等中。周边电路5至8和设置在像素区域4中的像素电路构成驱动各个像素3的驱动电路。应该注意到，周边电路5至8可以设置成层叠在像素区域4上。2.第一实施例(沟槽元件隔离区域的位置移动到长波长像素侧的第一实例)在本专利技术的第一实施例中，将按照根据第一实施例的固态成像装置1-1的构造、固态成像装置1-1的制造方法和第一实施例的效果的顺序来进行说明。固态成像装置1-1的构造图2是根据第一实施例的固态成像装置1-1的主要部分的俯视图，并且示出了在从俯视图中的光接收面侧观看像素区域4中的半导体层20的情况下的12个像素。图3是根据第一实施例的固态成像装置1-1的主要部分的剖视图，对应于沿着图2中的线A-A截取的剖视图。下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像装置，其包括：半导体基板，具有作为光入射侧的第一侧和与所述第一侧相反的第二侧，所述第一侧和所述第二侧均在水平方向上延伸；多个光电转换单元，被布置在所述半导体基板中；第一沟槽区域，被布置在所述半导体基板中且在水平方向上位于所述多个光电转换单元中的两个光电转换单元之间；第一金属区域，被布置为与所述半导体基板的所述第一侧邻近以使所述第一金属区域在垂直方向上位于所述第一沟槽区域的至少一部分的上方；第二沟槽区域，被布置在所述半导体基板中且在水平方向上与所述多个光电转换单元中的至少一个光电转换单元相邻；第二金属区域，被布置为与所述半导体基板的所述第一侧邻近以使所述第二金属区域在垂直方向上位于所述第二沟槽区域的至少一部分的上方；第一开口，对应于第一滤色器；和第二开口，对应于第二滤色器；其中，所述第一金属区域偏移于所述第一沟槽区域且所述第二金属区域偏移于所述第二沟槽区域，其中，所述第一金属区域从所述第一沟槽区域的中心部偏移的方向与所述第二金属区域从所述第二沟槽区域的中心部偏移的方向相反，其中，所述第一开口的尺寸与所述第二开口的尺寸大致相同，且其中，所述第一滤色器的颜色与所述第二滤色器的颜色不同。...

【技术特征摘要】
2013.05.24 JP 2013-1096361.一种成像装置，其包括：半导体基板，具有作为光入射侧的第一侧和与所述第一侧相反的第二侧，所述第一侧和所述第二侧均在水平方向上延伸；多个光电转换单元，被布置在所述半导体基板中；第一沟槽区域，被布置在所述半导体基板中且在水平方向上位于所述多个光电转换单元中的两个光电转换单元之间；第一金属区域，被布置为与所述半导体基板的所述第一侧邻近以使所述第一金属区域在垂直方向上位于所述第一沟槽区域的至少一部分的上方；第二沟槽区域，被布置在所述半导体基板中且在水平方向上与所述多个光电转换单元中的至少一个光电转换单元相邻；第二金属区域，被布置为与所述半导体基板的所述第一侧邻近以使所述第二金属区域在垂直方向上位于所述第二沟槽区域的至少一部分的上方；第一开口，对应于第一滤色器；和第二开口，对应于第二滤色器；其中，所述第一金属区域偏移于所述第一沟槽区域且所述第二金属区域偏移于所述第二沟槽区域，其中，所述第一金属区域从所述第一沟槽区域的中心部偏移的方向与所述第二金属区域从所述第二沟槽区域的中心部偏移的方向相反，其中，所述第一开口的尺寸与所述第二开口的尺寸大致相同，且其中，所述第一滤色器的颜色与所述第二滤色器的颜色不同。2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一金属区域在取决于各个像素中接收到的光的波长的方向上从像素边界偏移。3.根据权利要求1所述的成像装置，还包括：遮光膜，其包括设置在所述第一侧的光接收侧的所述第一金属区域和所述第二金属区域，所述遮光膜具有开口且被构图形成为具有以像素边界作为中心的线宽。4.根据权利要求3所述的成像装置，其中，所述第一沟槽区域的开口被所述遮光膜完全覆盖。5.根据权利要求1所述的成像装置，还包括：设置在所述第一侧的光接收侧的各颜色的滤色器，所述滤色器被构图形成为所述滤色器的中心对应于各个像素的中心。6.根据权利要求1所述的成像装置，还包括：设置在所述第一侧的光接收侧的片上透镜，所述片上透镜被构图形成为所述片上透镜的中心对应于各个像素的中心。7.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一沟槽区域朝着被布置为在水平方向上与所述第一沟槽区域相邻的像素组中的一个像素在水平方向上偏移，所述一个像素与所述像素组中的其它像素相比接收更长波长的光。8.根据权利要求7所述的成像装置，其中，所述第一沟槽区域的中心埋入有遮光膜。9.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一沟槽区域被形成为具有阶梯形式的线宽，所述线宽在所述光入射侧增大。10.根据权利要求9所述的成像装置，其中，所述第一沟槽区域的位于所述光入射侧的至少一部分是从像素边界偏移的。11.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一沟槽区域朝着被布置为在水平方向上与所述第一沟槽区域相邻的像素组中的一个像素在水平方向上偏移，所述一个像素与所述像素组中的其它像素相比接收更短波长的光。12.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述半导体基板包括分割区域，所述分割区域包括位于像素边界处的杂质区域，所述分割区域在垂直方向上从所述第二侧延伸至所述第一沟槽区域。13.一种电子设备，其包括：半导体基板，具有作为光入射侧的第一侧和与所述第一侧相反的第二侧，所述第一侧和所述第二侧均在水平方向上延伸；多个光电转换单元，被布置在所述半导体基板中；第一沟槽区域，被布置在所述半导体基板中且在水平方向上位于所述多个光电转换单元中的两个光电转换单元之间；第一金属区域，被布置为与所述半导体基板的第一侧邻近以使所述第一金属区域在垂直方向上位于所述第一沟槽区域的至少一部分的上方；第二沟槽区域，被布置在所述半导体基板中且在水平方向上与所述多个光电转换单元中的至少一个光电转换单元相邻；第二金属区域，被布置为与所述半导体基板的第一侧邻近以使所述第二金属区域在垂直方向上位于所述第二沟槽区域的至少一部分的上方；第一开口，对应于第一滤色器；第二开口，对应于第二滤色器；和光学系统，将入射光引导至所述光入射侧，其中，所述第一金属区域偏移于所述第一沟槽区域且所述第二金属区域偏移于所述第二沟槽区域，其中，所述...

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