固态成像元件及其制造方法和电子设备技术

本技术涉及能够进一步抑制上部电极中产生的膜应力对光电转换膜的影响的固态成像元件、固态成像元件的制造方法和电子设备。所述固态成像元件设有形成在半导体基板的上侧的光电转换膜和相对于所述半导体基板形成在高于所述光电转换膜的位置处的至少两层遮光膜。例如，本技术可以适用于固态成像元件和电子设备等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态成像元件及其制造方法和电子设备
本技术涉及固态成像元件、固态成像元件的制造方法和电子设备。更具体地，本技术涉及能够进一步减小上部电极中产生的膜应力对光电转换膜的影响的固态成像元件、固态成像元件的制造方法和电子设备。
技术介绍
在半导体基板的上侧具有有机光电转换膜作为光电转换单元的固态成像元件中，上部电极的膜应力可能局部地集中在有机光电转换膜上。在这种情况下，存在如下的可能性：显著发生有机光电转换膜的暗电流、白缺陷等的特性波动。为了解决这个问题，例如，公开了根据专利文献1的技术作为用于减小由上部电极给予到有机光电转换膜的膜应力的技术。专利文献1公开了一种技术，其中在有机光电转换膜上方形成的第一上部电极的外侧形成有第二上部电极，使得周边部分连接到绝缘膜，并且第二上部电极用作膜应力调整单元。利用这种配置，可以减小上部电极中产生的膜应力对有机光电转换膜的影响，并且还可以减少有机光电转换膜的暗电流和白缺陷的特性波动。[引用文献列表][专利文献]专利文献1：日本专利申请特开No.2015-56554
技术实现思路
[专利技术要解决的问题]然而，在遮光膜形成为比上部电极高的层的情况下，根据专利文献1的技术不足以减轻膜应力。鉴于这些情况而作出了本技术，并且本技术旨在进一步减小上部电极中产生的膜应力对光电转换膜的影响。[解决问题的方法]根据本技术第一方面的固态成像元件包括：形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；和相对于所述半导体基板形成在高于所述光电转换膜的位置处的至少两层遮光膜。根据本技术第二方面的固态成像元件的制造方法包括：在半导体基板的上侧形成光电转换膜；和相对于所述半导体基板在高于所述光电转换膜的位置处形成至少两层遮光膜。根据本技术第三方面的电子设备包括固态成像元件，所述固态成像元件包括：形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；和相对于所述半导体基板形成在高于所述光电转换膜的位置处的至少两层遮光膜。在本技术的第一至第三方面中，光电转换膜形成在半导体基板的上侧，并且至少两层遮光膜相对于所述半导体基板形成在高于所述光电转换膜的位置处。固态成像元件和电子设备可以是独立的装置，或者可以是结合到其他装置中的模块。[专利技术效果]根据本技术的第一至第三方面，可以进一步减小上部电极中产生的膜应力对光电转换膜的影响。注意，本技术的效果不限于本文记载的效果，并且可以包括本公开中记载的任何效果。附图说明图1是示意性地示出了本技术适用的固态成像元件的构成的图。图2是示出根据固态成像元件的第一实施方案的断面构成例的图。图3是用于说明根据第一实施方案的固态成像元件的制造方法的图。图4是用于说明根据第一实施方案的固态成像元件的制造方法的图。图5是示出根据固态成像元件的第二实施方案的断面构成例的图。图6是示出根据固态成像元件的第三实施方案的断面构成例的图。图7是示出了遮光膜的层叠结构例的图。图8是示出了作为本技术适用的电子设备的成像装置的构成例的框图。图9是用于说明图像传感器的使用例的图。具体实施方式以下是用于实施本技术的模式(在下文中称为实施方案)的说明。同时，按照以下顺序进行说明。1.固态成像元件的一般构成例2.固态成像元件的第一实施方案(经由密封膜具有多层遮光膜的构成例)3.固态成像元件的第二实施方案(包括像素间遮光膜的构成例)4.固态成像元件的第三实施方案(包括多层遮光膜但是没有任何密封膜介于遮光膜之间的构成例)5.电子设备的适用例<1.固态成像元件的一般构成例>图1示意性地示出了本技术适用的固态成像元件的构成。图1所示的固态成像元件1包括具有以二维阵列配置在例如使用硅(Si)作为半导体的半导体基板21上的像素2的像素阵列单元3以及存在于像素阵列单元3周围的周边电路单元4。周边电路单元4包括垂直驱动电路5、列信号处理电路6、水平驱动电路7、输出电路8、控制电路9等。像素2各自包括对入射光进行光电转换的光电转换单元和多个像素晶体管。例如，像素晶体管由四个MOS晶体管形成：传输晶体管、选择晶体管、复位晶体管和放大晶体管。控制电路9接收输入时钟和指定操作模式等的数据，并且还输出诸如关于固态成像元件1的内部信息的数据。具体地，根据垂直同步信号、水平同步信号和主时钟，控制电路9生成用作垂直驱动电路5、列信号处理电路6、水平驱动电路7等的操作的基准的时钟信号和控制信号。然后，控制电路9将所生成的时钟信号和控制信号输出到垂直驱动电路5、列信号处理电路6、水平驱动电路7等。例如，垂直驱动电路5由移位寄存器形成、选择预定的像素驱动线11、供给用于驱动连接到所选择的像素驱动线11的像素2的脉冲并且以行为单位驱动像素2。具体地，垂直驱动电路5在垂直方向上以行为单位顺次地选择和扫描像素阵列单元3的各像素2，并且将基于根据各像素2的光电转换单元中接收的光量生成的信号电荷的像素信号通过垂直信号线12供给到列信号处理电路6。列信号处理电路6针对像素2的各列设置，并且以列为单位对从一行的像素2输出的信号进行诸如去噪等信号处理。例如，列信号处理电路6进行诸如用于去除像素固有的固定模式噪声的相关双采样(CDS)以及AD转换等信号处理。例如，水平驱动电路7由移位寄存器形成。水平驱动电路7通过顺次地输出水平扫描脉冲来顺次地选择各个列信号处理电路6，并使各个列信号处理电路6将像素信号输出到水平信号线13。输出电路8对从各个列信号处理电路6通过水平信号线13顺次供给的信号进行信号处理，并输出处理后的信号。例如，输出电路8可以仅进行缓冲，或者可以进行黑电平控制、列变化校正、各种数字信号处理等。输入/输出端子10与外部交换信号。具有上述结构的固态成像元件1是所谓的列AD型CMOS图像传感器，其中针对各像素列设置进行CDS和AD转换的列信号处理电路5。<2.固态成像元件的第一实施方案>图2是示出根据固态成像元件的第一实施方案的断面构成例的图。注意，图2所示的像素阵列单元3是由于空间限制而导致的两个像素的像素断面结构。半导体基板21由第一导电类型(例如，P型)的半导体区域41以及第二导电类型(例如，N型)的半导体区域42和43形成。由于在第一导电类型的半导体区域41内以像素为单位在深度方向上层叠有第二导电类型的半导体区域42和43，所以光电二极管PD1和PD2由PN结在深度方向上形成。具有半导体区域42作为电荷累积区域的光电二极管PD1是接收蓝光并进行光电转换的光电转换单元，并且具有半导体区域43作为电荷累积区域的光电二极管PD2是接收红光并进行光电转换的光电转换单元。由对累积在光电二极管PD1和PD2中的电荷进行读取等的多个像素晶体管Tr、多个配线层44和层间绝缘膜45形成的多层配线层46形成在作为图2下侧的半导体基板21的前面侧。另一方面，光电转换单元52经由透明绝缘膜51形成在作为图2上侧的半导体基板21的背面侧。光电转换单元52通过层叠上部电极61、光电转换膜62和下部电极63来形成，并且光电转换膜62介于上部电极61和下部电极63之间。上部电极61形成为由像素阵列单元3的所有像素共享，并且针对像素阵列单元3的各像素，分别形成下部电极63。例如，透明绝缘膜51使用诸如氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态成像元件，包括：形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；和相对于所述半导体基板形成在高于所述光电转换膜的位置处的至少两层遮光膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.15 JP 2016-0509651.一种固态成像元件，包括：形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；和相对于所述半导体基板形成在高于所述光电转换膜的位置处的至少两层遮光膜。2.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中所述至少两层遮光膜在有效像素区域的整个区域中具有开口。3.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中所述至少两层遮光膜在有效像素区域中具有针对各像素的开口，并且包括像素间遮光膜。4.根据权利要求1所述的固态成像元件，还包括在所述至少两层遮光膜的各遮光膜之间的密封膜。5.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中所述至少两层遮光膜在没有其他层介于其间的状态下层叠。6.根据权利要求5所述的固态成...

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