固态成像元件、固态成像装置、电子设备以及固态成像元件的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了能够增强特性的固态成像元件、固态成像装置、电子设备以及固态成像元件的制造方法。本发明专利技术提供了一种固态成像元件(10)，包括：层叠结构，所述层叠结构具有：半导体基板(500)；第一光电转换部(PD 200)，所述第一光电转换部设置在所述半导体基板的上方，并将光转换为电荷；和第二光电转换部(PD 100)，所述第二光电转换部设置在所述第一光电转换部的上方，并将光转换为电荷。所述第一光电转换部和所述第二光电转换部具有光电转换层叠结构，在所述光电转换层叠结构中层叠有共通电极(102,202)、光电转换膜(104,204)和读出电极(108,208)，使得所述第一光电转换部和所述第二光电转换部以垂直于所述层叠结构的层叠方向的垂直面作为对称轴而彼此呈线对称关系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态成像元件、固态成像装置、电子设备以及固态成像元件的制造方法
本公开涉及固态成像元件、固态成像装置、电子设备以及固态成像元件的制造方法。
技术介绍
近年来，在诸如电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等固态成像元件中，提出了一种层叠结构，其中在单位像素中垂直层叠有用于检测红色光的光电转换元件、用于检测绿色光的光电转换元件和用于检测蓝色光的光电转换元件这三层，并且一个单位像素可以检测三种颜色的光(例如，下列专利文献1～3)。引用文献列表专利文献专利文献1：JP2017-157816A专利文献2：WO2014/027588A专利文献3：JP2013-55252A
技术实现思路
技术问题然而，当如上述专利文献1～3所述的层叠多个光电转换元件时，难以避免在层叠方向上位于上方的光电转换元件与位于下方的光电转换元件之间的距离的增加。在这样的层叠结构中，由于距离较长的事实，所以难以将光适当地聚焦在所有层叠的光电转换元件上，并且这成为了阻碍固态成像元件的特性的增强的因素之一。因此，为了增强固态成像元件的特性，需要对单位像素中的层叠结构进行进一步的研究。另外，在常规的方案中，很难说已经专门研究了用于从各光电转换元件输出电荷作为像素信号的像素晶体管的合适的配置。因此，为了增强固态成像元件的特性，从像素晶体管的配置的观点出发，需要对层叠结构进行进一步的研究。鉴于上述情况，本公开提出了其中可以增强特性的新型的、改进的固态成像元件、固态成像装置、电子设备以及固态成像元件的制造方法。问题的解决方案根据本公开，提供了一种固态成像元件，包括：层叠结构，所述层叠结构包括：半导体基板，第一光电转换部，所述第一光电转换部设置在所述半导体基板的上方，并将光转换为电荷，和第二光电转换部，所述第二光电转换部设置在所述第一光电转换部的上方，并将光转换为电荷，其中所述第一光电转换部和所述第二光电转换部包括光电转换层叠结构，在所述光电转换层叠结构中层叠有共通电极、光电转换膜和读出电极，使得所述第一光电转换部和所述第二光电转换部以垂直于所述层叠结构的层叠方向的垂直面作为对称轴而彼此呈线对称关系。此外，根据本公开，提供了一种包括多个固态成像元件的固态成像装置，其中所述各固态成像元件包括：层叠结构，所述层叠结构包括：第一光电转换部，所述第一光电转换部设置在半导体基板的上方，并将光转换为电荷，和第二光电转换部，所述第二光电转换部设置在所述第一光电转换部的上方，并将光转换为电荷，其中所述第一光电转换部和所述第二光电转换部包括光电转换层叠结构，在所述光电转换层叠结构中层叠有共通电极、光电转换膜和读出电极，使得所述第一光电转换部和所述第二光电转换部以垂直于所述层叠结构的层叠方向的垂直面作为对称轴而彼此呈线对称关系。此外，根据本公开，提供了一种包括具有多个固态成像元件的固态成像装置的电子设备，其中所述各固态成像元件包括：层叠结构，所述层叠结构包括：第一光电转换部，所述第一光电转换部设置在半导体基板的上方，并将光转换为电荷，和第二光电转换部，所述第二光电转换部设置在所述第一光电转换部的上方，并将光转换为电荷，其中所述第一光电转换部和所述第二光电转换部包括光电转换层叠结构，在所述光电转换层叠结构中层叠有共通电极、光电转换膜和读出电极，使得所述第一光电转换部和所述第二光电转换部以垂直于所述层叠结构的层叠方向的垂直面作为对称轴而彼此呈线对称关系。此外，根据本公开，提供了一种固态成像元件的制造方法，包括：在第一基板上顺次地层叠第一读出电极、第一光电转换膜和第一共通电极；在第二基板上顺次地层叠第二读出电极、第二光电转换膜和第二共通电极；和将所述第一基板与所述第二基板贴合，使得所述第一共通电极和所述第二共通电极彼此面对。此外，根据本公开，提供了一种固态成像元件的制造方法，包括：将其上层叠有将光转换为电荷的第一光电转换部和第二光电转换部的第三基板与其上形成有多个像素晶体管的第四基板贴合；和去除位于预定区域中的所述多个像素晶体管。专利技术的有益效果如上所述，根据本公开，能够提供可以增强特性的固态成像元件、固态成像装置、电子设备以及固态成像元件的制造方法。注意，上述效果不必须受到限制，并且与上述效果一起或代替上述效果，可以展示出本说明书中所述的任何效果或可以从本说明书理解的其他效果。附图说明图1是根据本公开第一实施方案的固态成像元件10的断面图。图2是根据本公开第一实施方案的固态成像装置1的示意性平面图。图3是根据本公开第一实施方案的固态成像元件10的等效电路图。图4是根据本公开第一实施方案的固态成像元件10的布局图。图5是根据本公开第二实施方案的固态成像元件10a的断面图。图6是根据本公开第三实施方案的固态成像元件10b的断面图。图7是根据本公开第四实施方案的固态成像元件10和10b的层叠结构的示意图。图8A是根据本公开第四实施方案的固态成像元件12和12b的层叠结构的示意图。图8B是根据本公开第四实施方案的固态成像元件12c和12d的层叠结构的示意图。图9是用于说明根据本公开第五实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第一)。图10是用于说明根据本公开第五实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第二)。图11是用于说明根据本公开第五实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第三)。图12是用于说明根据本公开第五实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第四)。图13是用于说明根据本公开第五实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第五)。图14是用于说明根据本公开第五实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第六)。图15是用于说明根据本公开第五实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第七)。图16是用于说明根据本公开第五实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第八)。图17是用于说明根据本公开第五实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第九)。图18是用于说明根据本公开第五实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第十)。图19是用于说明根据本公开第六实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第一)。图20是用于说明根据本公开第六实施方案的固态成像元件10的制造方法的说明图(第二)。图21是用于说明根据本公开第七实施方案的配线430的说明图(第一)。图22是用于说明根据本公开第七实施方案的配线430的说明图(第二)。图23是用于说明根据本公开第七实施方案的配线430的说明图(第三)。图24是根据本公开第八实施方案的固态成像元件10c的断面图。图25是根据本公开第八实施方案的固态成像元件10d的断面图。图26是根据本公开第八实施方案的固态成像元件10c本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态成像元件，包括：/n层叠结构，所述层叠结构包括：/n半导体基板，/n第一光电转换部，所述第一光电转换部设置在所述半导体基板的上方，并将光转换为电荷，和/n第二光电转换部，所述第二光电转换部设置在所述第一光电转换部的上方，并将光转换为电荷，/n其中所述第一光电转换部和所述第二光电转换部包括光电转换层叠结构，在所述光电转换层叠结构中层叠有共通电极、光电转换膜和读出电极，使得所述第一光电转换部和所述第二光电转换部以垂直于所述层叠结构的层叠方向的垂直面作为对称轴而彼此呈线对称关系。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180615 JP 2018-1144691.一种固态成像元件，包括：
层叠结构，所述层叠结构包括：
半导体基板，
第一光电转换部，所述第一光电转换部设置在所述半导体基板的上方，并将光转换为电荷，和
第二光电转换部，所述第二光电转换部设置在所述第一光电转换部的上方，并将光转换为电荷，
其中所述第一光电转换部和所述第二光电转换部包括光电转换层叠结构，在所述光电转换层叠结构中层叠有共通电极、光电转换膜和读出电极，使得所述第一光电转换部和所述第二光电转换部以垂直于所述层叠结构的层叠方向的垂直面作为对称轴而彼此呈线对称关系。


2.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中所述第一光电转换部的所述光电转换层叠结构具有其中以所述垂直面为轴使所述第二光电转换部的所述光电转换层叠结构颠倒的结构。


3.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中
所述光电转换层叠结构还包括介于所述光电转换膜和所述读出电极之间的半导体层。


4.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中
所述光电转换层叠结构还包括累积电极，所述累积电极通过绝缘膜面对位于所述光电转换膜的与所述共通电极相反的侧上的第一面。


5.根据权利要求4所述的固态成像元件，其中
所述光电转换层叠结构还包括传输电极，所述传输电极通过所述绝缘膜面对所述第一面并控制电荷的传输。


6.根据权利要求4所述的固态成像元件，其中
所述光电转换层叠结构还包括遮挡电极，所述遮挡电极通过所述绝缘膜面对所述第一面。


7.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中
所述第一光电转换部的所述光电转换层叠结构包括：
第一读出电极，
第一光电转换膜，所述第一光电转换膜设置在所述第一读出电极的上方，和
第一共通电极，所述第一共通电极设置在所述第一光电转换膜的上方，和
所述第二光电转换部的所述光电转换层叠结构包括：
第二共通电极，
第二光电转换膜，所述第二光电转换膜设置在所述第二共通电极的上方，和
第二读出电极，所述第二读出电极设置在所述第二光电转换膜的上方。


8.根据权利要求7所述的固态成像元件，其中所述第一共通电极和所述第二共通电极是所述第一光电转换部和所述第二光电转换部共用的一体电极。


9.根据权利要求7所述的固态成像元件，其中
所述层叠结构还包括设置在所述第一光电转换部的下方并将光转换为电荷的第三光电转换部。


10.根据权利要求9所述的固态成像元件，其中
所述层叠结构还包括第一控制部，所述第一控制部设置在所述第二光电转换部的上方并且具有电气连接到所述第二光电转换部的多个像素晶体管。


11.根据权利要求10所述的固态成像元件，其中
所述第一控制部包括另一个半导体层，
当从光入射面的上方观察时，所述另一个半导体层具有使所述第二光电转换部的一部分露出的开口部。


12.根据权利要求7所述的固态成像元件，其中
所述层叠结构还包括：
第三光电转换部，所述第三光电转换部设置在所述第二光电转换部的上方...

【专利技术属性】
技术研发人员：富樫秀晃，八木岩，定荣正大，古闲史彦，村田贤一，平田晋太郎，齐藤阳介，古川明，
申请(专利权)人：索尼公司，索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP