固体摄像器件和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种摄像器件和包括该摄像器件的电子装置。所述摄像器件包括：基板，其具有第一侧和作为光入射侧的第二侧，所述基板包括第一光电转换单元和第二光电转换单元；配线层，其布置成邻近于所述基板的所述第一侧；以及光电转换膜，其布置在所述基板的所述第二侧的上方，其中，所述第二光电转换单元的至少一部分布置在所述第一光电转换单元与所述光电转换膜之间，且所述基板布置在所述光电转换膜与所述配线层之间。根据本发明专利技术，能够减小由于光电转换膜与光电转换层在入射光的光轴方向上的布置位置的差异所引起的灵敏度相对于F值的变化，所以能够降低各颜色的灵敏度的F值依赖。

Solid state image pickup device and electronic device

The invention discloses an image pickup device and an electronic device including the image pickup device. The imaging device includes a substrate having a first side and a second as the light incident side, wherein the substrate comprises a first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit; a wiring layer, arranged adjacent to the first side of the substrate; and a photoelectric conversion film disposed on the top. The second side of the substrate wherein the second photoelectric conversion unit at least a portion is arranged between the first photoelectric conversion unit and the photoelectric conversion film and the substrate is disposed between the photoelectric conversion film and the wiring layer. According to the invention, can reduce the sensitivity caused by differences in location of photoelectric conversion film and photoelectric conversion layer in the incident direction of the optical axis with respect to the change of F-measure, so can reduce the sensitivity of each color of the F-measure dependence.

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2012年4月28日、专利技术名称为“固体摄像器件和电子装置”的申请号为201210134797.5的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及固体摄像器件和电子装置，特别地，涉及使用光电转换膜对入射光进行光电转换的固体摄像器件和设置有该固体摄像器件的电子装置。
技术介绍
例如，对于固体摄像器件，其所通常使用的器件中的与R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)三基色相对应的像素(子像素)平面地排列在半导体基板上，三基色的光束分别在各像素中受到光电转换，并且将由光电转换获得的电荷读出。通过拜耳阵列(Bayerarray)举例说明了彩色像素阵列，在拜耳阵列中，针对两个绿色像素设置有一个红色像素和一个蓝色像素。在这种类型的固体摄像器件中，存在着这样的问题：由于RGB三基色的光束是在互不相同的平面位置中检测出来的，所以发生了分色(colorseparation)，并且由于接收光位置的不同而产生了伪彩色(falsecolor)。伪彩色导致了图像质量的劣化。为了避免该问题，目前提出了具有相关技术中所谓的层叠型像素结构的固体摄像器件，在该固体摄像器件中，在半导体基板外部设置有G光光电转换膜，并在半导体基板内部设置有B光光电转换层和R光光电转换层(例如，参照日本专利申请特开2006-278446号公报)。日本专利申请特开2006-278446号公报所披露的具有层叠型像素结构的固体摄像器件采用了前表面侧照射型像素结构，在该结构中，当半导体基板的形成有配线层的一侧的表面被设定为前表面时，入射光从半导体基板的该前表面照射像素。在前表面照射型像素结构的情况下，由于在基板表面与布置在基板表面上的光电转换膜之间存在有配线层，所以在设置在半导体基板内部的光电转换层与设置在半导体基板外部的光电转换膜之间存在着距离。这里，假设光倾斜地入射至像素的情况。由于G光光电转换膜存在于入射面的附近，所以不论倾斜入射的光的角度如何，该入射光都能够被光电转换。另一方面，由于设置在半导体基板内部的B光光电转换层和R光光电转换层存在于与G光光电转换膜分离的位置，所以入射角越大，入射光就越难以到达光电转换层。即，灵敏度相对于F值的变化随着光电转换膜和光电转换层的布置位置而不同。因此，各颜色的灵敏度的F值依赖。
技术实现思路
因此，在本专利技术中，期望提供一种能够在采用层叠型像素结构时降低各颜色的灵敏度的F值依赖的固体摄像器件，以及包含该固体摄像器件的电子装置。本专利技术实施方式提供了一种固体摄像器件，所述固体摄像器件包括：光电转换膜，其设置在半导体基板的第二表面侧，所述第二表面侧是与所述半导体基板的形成有配线层的第一表面相反的一侧，所述光电转换膜对预定波长区域中的光进行光电转换，并且使其它波长区域中的光透过；以及光电转换层，其设置在所述半导体基板中，并且对透过所述光电转换膜的所述其它波长区域中的光进行光电转换。入射光从所述第二表面侧向所述光电转换膜和所述光电转换层入射。所述固体摄像器件被用作各种电子装置的摄像单元(图像读取单元)。根据本专利技术实施方式，在所述固体摄像器件或设置有所述固体摄像器件作为摄像部的电子装置中，当所述半导体基板的形成有配线层的第一表面被设定为基板表面时，在入射光从第二表面侧入射的情况下，本专利技术的实施方式是入射光从后表面侧向所述光电转换膜和所述光电转换层照射的所谓的背侧照射型像素结构。所述背侧照射型像素结构是如下结构，在该结构中，所述光电转换膜与所述半导体基板之间不存在配线层，因此，与存在着所述配线层的结构相比，即与所谓的前侧照射型像素结构相比，能够使所述光电转换膜与所述基板表面之间的距离以及所述光电转换膜与基板中的所述光电转换层之间的距离变短。因此，能够减小由于所述光电转换膜与所述光电转换层在入射光的光轴方向上的布置位置的差异所引起的灵敏度相对于F值的变化。根据本专利技术，由于能够减小由于光电转换膜与光电转换层在入射光的光轴方向上的布置位置的差异所引起的灵敏度相对于F值的变化，所以能够降低各颜色的灵敏度的F值依赖。附图说明图1是表示本专利技术固体摄像器件的第一实施例的像素结构的剖面图。图2是表示第一实施例的像素结构中像素阵列部的遮光膜的状态的俯视图。图3是图2中上下左右相互邻接的四个像素的放大图。图4是表示在第一实施例的像素结构中以层叠的方式将透明电极添加至上部电极的状态的平面图。图5A和图5B是说明第一实施例的像素结构的制造过程的过程图(之一)。图6A和图6B是说明第一实施例的像素结构的制造过程的过程图(之二)。图7A和图7B是说明第一实施例的像素结构的制造过程的过程图(之三)。图8A和图8B是说明第一实施例的像素结构的制造过程的过程图(之四)。图9是说明第一实施例的像素结构的制造过程的过程图(之五)。图10是说明第一实施例的像素结构的制造过程的过程图(之六)。图11是说明第一实施例的像素结构的制造过程的过程图(之七)。图12是表示在第二实施例的像素结构中形成的像素阵列部的遮光膜的状态的俯视图。图13是图12中上下左右相互邻接的四个像素的放大图。图14是表示在第二实施例的像素结构中以层叠的方式将透明电极添加到上部电极上的状态的平面图。图15是表示在第三实施例的像素结构中形成的像素阵列部的遮光膜的状态的俯视图。图16是图15中上下左右相互邻接的四个像素的放大图。图17是表示在第三实施例的像素结构中以层叠的方式将透明电极添加到上部电极上的状态的平面图。图18是表示第四实施例的像素结构的剖面图。图19是表示本专利技术的电子装置(例如，摄像器件)的结构示例的框图。具体实施方式下面，将参照附图详细说明用于实施本专利技术的技术的实施方式(下文中，称为“实施方式”)。另外，将按照下面的顺序进行说明。1.实施方式的说明1-1.第一实施例1-2.第二实施例1-3.第三实施例1-4.第四实施例2.变形例3.电子装置(摄像装置)4.本专利技术的构造1.实施方式的说明本专利技术实施方式的固体摄像器件采用这样的层叠型像素结构：在该结构中，半导体基板外部设置有对预定波长区域内的光进行光电转换并且透过其它波长区域内的光的光电转换膜，并且在半导体基板内部设置有对已经透过上述光电转换膜并处于上述其它波长区域内的光进行光电转换的光电转换层。在该层叠型像素结构中，设置于半导体基板外部的光电转换膜吸收入射光中包含的处于预定波长区域内的光，例如G(绿色)光，并且对G光进行光电转换。另一方面，设置于半导体基板内部的光电转换层是由例如在入射光的光轴方向上垂直设置的两层光电转换层形成的。具体地，上述两层光电转换层中的一层光电转换层位于半导体基板的表面层侧的位置处，并且另一层光电转换层位于上述一层光电转换层的下部。另外，两层光电转换层中位于半导体基板的表面层侧的位置处的光电转换层吸收已经透过光电转换膜的处于波长范围内的光中G光以外的光，例如B(蓝色)光，并且对B光进行光电转换。另外，位于表面层侧的光电转换层下部的光电转换层吸收已经透过位于表面层侧的光电转换层的光，例如R(红色)光，并且对R光进行光电转换。这里，当将半导体基板的形成有配线层的第一表面设定为基板的前表面时，G光光电转换膜设置在第二表面侧，即，基板的后表面侧。另外，对于入射光照射(入射)至G光光电转换膜的结构，采用入射光从后表面侧照射的背侧照射型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像器件，其包括：基板，其具有第一侧和作为光入射侧的第二侧，所述基板包括第一光电转换单元和第二光电转换单元；配线层，其布置成邻近于所述基板的所述第一侧；以及光电转换膜，其布置在所述基板的所述第二侧的上方，其中，所述第二光电转换单元的至少一部分布置在所述第一光电转换单元与所述光电转换膜之间，且所述基板布置在所述光电转换膜与所述配线层之间。

【技术特征摘要】
2011.05.10 JP 2011-1052841.一种摄像器件，其包括：基板，其具有第一侧和作为光入射侧的第二侧，所述基板包括第一光电转换单元和第二光电转换单元；配线层，其布置成邻近于所述基板的所述第一侧；以及光电转换膜，其布置在所述基板的所述第二侧的上方，其中，所述第二光电转换单元的至少一部分布置在所述第一光电转换单元与所述光电转换膜之间，且所述基板布置在所述光电转换膜与所述配线层之间。2.根据权利要求1所述的摄像器件，其还包括：下电极；以及上电极，其中，所述光电转换膜位于所述下电极与所述上电极之间。3.根据权利要求2所述的摄像器件，其还包括：电荷累积单元，其电连接至所述光电转换膜。4.根据权利要求3所述的摄像器件，其还包括：第一浮动扩散单元，其电连接至所述电荷累积单元。5.根据权利要求4所述的摄像器件，其还包括：第一传输晶体管，其被构造成将电荷从所述光电转换膜传输至所述第一浮动扩散单元。6.根据权利要求5所述的摄像器件，其中，所述第一传输晶体管和所述第一浮动扩散单元布置在所述基板的所述第一侧。7.根据权利要求4所述的摄像器件，其还包括：第一电导材料部，其通过绝缘膜与所述下电极分离。8.根据权利要求7所述的摄像器件，其中，所述第一电导材料部邻近于所述下电极。9.根据权利要求8所述的摄像器件，其中，所述第一电导材料部是第一遮光膜。10.根据权利要求1所述的摄像器件，其还包括：遮光膜，其布置在所述基板的所述第二侧，且被构造成遮挡入射光的至少一部分。11.根据权利要求10所述的摄像器件，其中，所述遮光膜包括Ti、TiN或W中的至少一者。12.根据权利要求11所述的摄像器件，其中，所述遮光膜包括布置在像素区域处的第一遮光膜和布置在光学黑区域处的第二遮光膜，所述第一遮光膜包括将光传递至所述基板的所述第二侧的开口。13.根据权利要求12所述的摄像器件，其还包括：像素阵列，其包括多个像素，其中，所述第一遮光膜位于所述像素阵列中的相邻像素之间，且其中，所述第一遮光膜被设定至预定电位。14.根据权利要求13所述的摄像器件，其中，所述光电转换膜的面积大于所述第一遮光膜的所述开口的面积。15.根据权利要求2所述的摄像器件，其还包括：供电单元，其经由布置在所述上电...

【专利技术属性】
技术研发人员：山口哲司，
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