具有隔离部分的光电转换装置与成像系统和移动体制造方法及图纸

本发明专利技术涉及具有隔离部分的光电转换装置与成像系统和移动体。一种光电转换装置具有隔离结构。第一隔离部分和第二隔离部分设置在第一光电转换元件和第二光电转换元件之间。第一隔离部分从半导体层的第一面延伸到对应于从半导体层的第一面到第二面的长度的至少四分之一的位置。第二隔离部分从半导体层的第二面延伸到对应于从第一面到第二面的长度的至少四分之一的位置。

Photoelectric Converter with Isolation and Imaging System and Mobile Body

【技术实现步骤摘要】
具有隔离部分的光电转换装置与成像系统和移动体
实施例的一个公开方面涉及光电转换装置、成像系统和移动体。
技术介绍
在光电转换装置中，已经讨论了元件之间的各种隔离结构。日本专利申请公开No.2014-204047讨论了一种隔离结构，其包括从半导体基板的第一面穿透半导体基板的凹槽。日本专利申请公开No.2017-199875讨论了基于这些地方设置不同的隔离结构。随着光电转换装置的像素的小型化，隔离结构也需要小型化。
技术实现思路
本公开旨在提供一种具有精细隔离结构的光电转换装置。根据实施例的一个方面，光电转换装置包括半导体层以及第一隔离部分和第二隔离部分。第一光电转换元件和第二光电转换元件设置在半导体层中。半导体层包括第一面和与第一面相反放置的第二面。第一隔离部分设置在半导体层中，包括绝缘体，并且从第一面延伸到对应于从第一面到第二面的长度的至少四分之一的位置。第二隔离部分设置在半导体层中，并从第二面延伸到对应于从第二面到第一面的长度的至少四分之一的位置。第一隔离部分和第二隔离部分设置在第一光电转换元件和第二光电转换元件之间。根据下面参照附图对示例性实施例的描述，本公开的另外的特征将变得清楚。附图说明图1是示出根据第一示例性实施例的光电转换装置的示意性截面图。图2A和图2B是各自示出根据第二示例性实施例的光电转换装置的示意性平面图。图3A和图3B是各自示出根据第二示例性实施例的光电转换装置的示意性截面图。图4A和图4B是各自示出根据第三示例性实施例的光电转换装置的示意性截面图。图5A和图5B是各自示出根据第四示例性实施例的光电转换装置的示意性截面图。图6A和图6B是各自示出根据第五示例性实施例的光电转换装置的示意性截面图。图7A和图7B是各自示出根据第五示例性实施例的光电转换装置的示意性截面图。图8A和图8B是各自示出根据第六示例性实施例的光电转换装置的示意性截面图。图9A至图9H是示出用于制造光电转换装置的方法的示例的示意性截面图。图10A至图10F是各自示出隔离部分的示意性截面图。图11是示出成像系统的示意图。图12A和图12B是各自示出移动体的示意图。具体实施方式下面将描述多个示例性实施例。每个示例性实施例的组件可以添加到另一个示例性实施例或者用另一个示例性实施例的组件替换。此外，本公开不限于下面描述的示例性实施例。在以下描述中，P型半导体区域是第一导电类型半导体区域，并且N型半导体区域是第二导电类型半导体区域。下面将描述第一示例性实施例。图1是示出根据本示例性实施例的光电转换装置的示意性截面图。光电转换装置1000是互补金属氧化物半导体(CMOS)型图像传感器。图1示出了图像传感器的一部分，其中省略了图像传感器的布线层和光学元件。光电转换装置1000至少包括半导体层100。半导体层100包含例如硅。半导体层100包括第一面P1和与第一面P1相反的第二面P2。第一面P1和第二面P2也可以说是半导体层100的前表面和后表面，或者硅和其他构件之间的界面。第一面P1和第二面P2包括除半导体层100的隔离部分的凹槽之外的平坦面部分。从第一面P1到第二面P2的距离(长度)是D1。将描述图1中所示的两个虚拟面。第三面P3是这样的虚拟面，其位于第一面P1和第二面P2之间，沿着第一面P1，并且位于对应于距第一面P1的距离D1的四分之一的位置处。第四面P4是位于第三面P3和第二面P2之间并且沿着第一面P1的虚拟面。第四面P4位于对应于距第二面P2的距离D1的四分之一的位置处。“面”不限于平坦面，并且可以包括弯曲面。在图1中，例如，半导体层100是N型半导体层。在半导体层100中，设置第一光电转换元件PD1和第二光电转换元件PD2。半导体区域101和102是N型半导体区域并且可以累积产生的电荷。这里，“电荷”是指要用作信号的电荷。至少半导体区域101和102以及半导体层100中的每一个与另一个P型半导体区域形成P-N结并且用作光电转换元件。在描述中，半导体区域101被视为光电转换元件PD1，并且半导体区域102被视为光电转换元件PD2。当使用光电转换装置1000时，光从第二面P2侧入射，并且由光产生的电荷累积在半导体区域101或102中。在半导体层100的第一面P1侧，对应于第一光电转换元件PD1设置栅电极TR1以及半导体区域105和107。类似地，在半导体层100的第一面P1侧，对应于第二光电转换元件PD2设置栅电极TR2以及半导体区域106和108。栅电极TR1和TR2是用于传输电荷的传输晶体管的栅电极。第一层110可以用作栅极绝缘膜。第一层110包含例如氧、氮和铪。半导体区域105和106相对于栅电极TR1和TR2布置在半导体区域101和102的相反侧，并分别接收从栅电极TR1和TR2传输的电荷。半导体区域105和106也称为“浮置扩散区域”。半导体区域107和108分别从栅电极TR1和TR2的下方延伸到浮置扩散区域105和106的下方，并且可以用作沟道停止层(channelstopper)。光电转换装置1000的单个像素至少包括光电转换元件和传输晶体管。在图1中，在第一光电转换元件PD1和第二光电转换元件PD2之间，设置第一隔离部分1和第二隔离部分2。隔离部分也称为元件隔离部分。第一隔离部分1设置在半导体层100中并且从第一面P1至少延伸到对应于距第一面P1的距离D1的四分之一的位置。还可以说，第一隔离部分1从第一面P1延伸到通过距第一面P1的距离D1的四分之一的位置。还可以说，第一隔离部分1从第三面P3朝向第一面P1延伸。在本示例性实施例中，第一隔离部分1从比第一面P1更靠近第二面P2的位置朝向第一面P1延伸通过第三面P3并且延伸到第一面P1。第二隔离部分2设置在半导体层100中并且从第二面P2至少延伸到对应于距第二面P2的距离D1的四分之一的位置。还可以说，第二隔离部分2从第二面P2延伸到通过距第二面P2的距离D1的四分之一的位置。还可以说，第二隔离部分2从第四面P4延伸到第二面P2。然后，第一隔离部分1包括凹槽10中的部分11和12。第二隔离部分2包括凹槽20中的部分21和22。凹槽10和20设置在半导体层100中，凹槽10由第一面P1形成，凹槽20由第二面P2形成。第一隔离部分1和第二隔离部分2中的每一个至少包含绝缘体。部分11包含硼硅酸盐玻璃(BSG)，并且，部分12包含多晶硅。半导体区域113包括从BSG热扩散的硼。半导体区域113可以具有减少在凹槽10中产生的暗电流的功能。部分21包含例如氧化铝，并且，部分22包含例如氧化铪。部分21和22可以用作固定电荷层。第二层111是第二隔离部分2的部分21的延伸，并且，第三层112是第二隔离部分2的部分22的延伸。下面将描述本示例性实施例的效果。即使以第一隔离部分1从第一面P1延伸到第二面P2的方式设置第一隔离部分1，也可以将光电转换元件彼此隔离。然而，在凹槽10形成有半导体层100的厚度、即距离D1的深度的情况下，难以使凹槽10的宽度精细。如果像素的宽度W1是1μm，则期望凹槽10的宽度W2应该是0.2μm或更小，以确保光接收面积。同时，根据待检测的光的波长确定距离D1，因此不能随着像素的小型化而变小。例如，在用于可见光的光电转换装置的情况下，距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电转换装置，其特征在于，包括：半导体层，包括第一面和与第一面相反放置的第二面，并且包括第一光电转换元件和第二光电转换元件；第一隔离部分，设置在所述半导体层中，包括绝缘体，并且从第一面延伸到对应于从第一面到第二面的长度的至少四分之一的位置；以及第二隔离部分，设置在所述半导体层中，包括绝缘体，并且从第二面延伸到对应于从第一面到第二面的长度的至少四分之一的位置，其中，第一隔离部分和第二隔离部分设置在第一光电转换元件和第二光电转换元件之间。

【技术特征摘要】
2018.02.09 JP 2018-0223971.一种光电转换装置，其特征在于，包括：半导体层，包括第一面和与第一面相反放置的第二面，并且包括第一光电转换元件和第二光电转换元件；第一隔离部分，设置在所述半导体层中，包括绝缘体，并且从第一面延伸到对应于从第一面到第二面的长度的至少四分之一的位置；以及第二隔离部分，设置在所述半导体层中，包括绝缘体，并且从第二面延伸到对应于从第一面到第二面的长度的至少四分之一的位置，其中，第一隔离部分和第二隔离部分设置在第一光电转换元件和第二光电转换元件之间。2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，第一隔离部分是通过从第一面去除所述半导体层的一部分而设置的，并且其中，第二隔离部分是通过从第二面去除所述半导体层的一部分而设置的。3.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，第二隔离部分在第二面上的宽度窄于第一隔离部分在第一面上的宽度。4.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，第二隔离部分距第二面的长度短于第一隔离部分距第一面的长度。5.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，第一隔离部分和第二隔离部分彼此接触。6.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，在第一隔离部分和第二隔离部分之间，设置第一半导体区域作为抵抗在第一光电转换元件和第二光电转换元件中产生的电荷的势垒。7.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，第一隔离部分包括第三隔离部分，第三隔离部分在第一面侧包括浅沟槽隔离(STI)结构。8.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，第一隔离部分至少包含多晶硅，并且第二隔离部分至少包含氧化铪。9.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，第一隔离部分至少包含氮化硅，并且第二隔离部分至少包含氧化铪。10.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，第二隔离部分包含氧化铝。11.根据权利要求1所述的光电...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川俊之，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP