固态摄像设备制造技术

本发明专利技术提供一种固态摄像设备，在该固态摄像设备中，进行光电转换的传感器部和包括传感器部用的信号线的多层布线形成于半导体基板；该固态摄像设备包括有效像素部和光学黑体部，有效像素部被构造成使得光入射到传感器部，光学黑体部被遮挡使得光不入射到传感器部；该固态摄像设备具有位于半导体基板的背面侧的受光面。光学黑体部包括传感器部、第一遮光膜和第二遮光膜，第一遮光膜形成为比传感器部接近半导体基板的背面侧，第二遮光膜形成为比传感器部接近半导体基板的正面侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种固态摄像设备(solid-state image sensing apparatus)的结构。
技术介绍
日本特开2007-305675号公报公开了一种用于减少红外光施加于光学黑体部(以下称为OB部)的影响的技术。此外，日本特开2008-016733号公报公开了一种用于防止从背面入射型固态摄像设备中的半导体基板的正面侧入射到有效像素部的光的不利影响的技术。尽管可以由遮光膜来遮挡红外光，但是红外光比可见光难以吸收从而红外光具有比可见光的穿透距离(penetration distance)长的穿透距离。因此，倾斜地入射到受光面的有效像素部的红外光透过半导体基板、由与受光面相反的面反射、并且入射到OB部中的传感器部。在该情况下，在OB部中发生光电转换，于是在正常情况下在OB部中要被检测的黑电平(black level)可能不能被正确地检测。此外，为了提高开口率(aperture ratio)，提出了另一种背面入射型固态摄像设备。在该设备中，进行光电转换的传感器部以及包括用于驱动传感器部的信号线的多层布线形成于半导体基板的正面侧。该设备具有位于半导体基板的背面侧的受光面。然而，尽管该结构能够提高开口率，但是造成红外光较大量地入射到OB部的问题。图4是示出传统的背面入射型固态摄像元件的概略配置的剖视图。如图4所示，用于遮挡OB部的遮光膜30形成于传感器部11的上方并且对有效像素部41内的像素开口。 红外光入射到半导体基板10的受光面。于是，如图4所示，经常发生如下情况倾斜地入射到半导体基板10的红外光L透过半导体基板10，由位于受光面相反侧的绝缘层20的内面反射，并且入射到OB部42内的像素的传感器部11。红外光比可见光难吸收，但不是不能被吸收。特别是具有大约800nm至1300nm的波长的红外光在一定程度上被硅吸收。因此，当红外光入射到OB部42内的像素的传感器部11时，红外光被传感器部11吸收并且在OB部42中发生光电转换。作为上述现象的对策，可以通过将顶截止滤波器放置于固态摄像元件的前方而形成诸如相机等摄像设备。以此方式使用顶截止滤波器不仅可以防止红外光入射到OB部而且还可以防止红外光入射到有效像素部。然而，能够截止宽波长范围中的光的顶截止滤波器非常昂贵，所以使用该滤波器增加了摄像设备的成本。另外，使用顶截止滤波器的对策不能适用于例如不能采用顶截止滤波器的摄像设备(例如，使用红外光的监视相机或通过使用红外光增强分辨率的摄像设备)。
技术实现思路
鉴于上述问题完成了本专利技术，本专利技术防止红外光入射到光学黑体部。根据本专利技术，提供一种固态摄像设备，在所述固态摄像设备中，进行光电转换的传感器部形成于半导体基板；所述固态摄像设备包括有效像素部和光学黑体部，所述有效像素部被构造成使得光入射到所述传感器部，所述光学黑体部被遮挡使得所述光不入射到所述传感器部；所述固态摄像设备具有位于所述半导体基板的背面侧的受光面，其中，所述光学黑体部包括所述传感器部、第一遮光膜和第二遮光膜，所述第一遮光膜形成为比所述传感器部接近所述半导体基板的背面侧，所述第二遮光膜形成为比所述传感器部接近所述半导体基板的正面侧。此外，根据本专利技术，提供一种固态摄像设备，在所述固态摄像设备中，进行光电转换的传感器部形成于半导体基板；所述固态摄像设备包括有效像素部和光学黑体部，所述有效像素部被构造成使得光入射到所述传感器部，所述光学黑体部被遮挡使得所述光不入射到所述传感器部；所述固态摄像设备具有位于所述半导体基板的背面侧的受光面，其中， 所述光学黑体部包括所述传感器部、遮光膜和多层布线，所述遮光膜形成为比所述传感器部接近所述半导体基板的背面侧，所述多层布线形成为比所述传感器部接近所述半导体基板的正面侧，所述多层布线以遮挡入射到所述传感器部的光的方式形成。从下面参照附图对示例性实施方式的说明，本专利技术的其它特征将变得明显。附图说明图1是示出根据本专利技术的第一实施方式的固态摄像设备的结构的剖视图；图2A和图2B是示出根据本专利技术的第二实施方式的固态摄像设备的结构的剖视图；图3是示出根据本专利技术的第三实施方式的固态摄像设备的结构的剖视图；图4是示出传统的固态摄像设备的结构的剖视图。具体实施例方式下面将参照附图详细说明本专利技术的实施方式。注意，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且省略它们的重复说明。(第一实施方式)图1是示出根据本专利技术的第一实施方式的固态摄像设备的结构的剖视图。本实施方式中的固态摄像设备1是CMOS型固态摄像设备。在本实施方式中，半导体基板(硅基板)10包括P型阱区12，进行光电转换的传感器部11形成于P型阱区12。传感器部11由 N型杂质扩散层(第一杂质扩散层)形成并且与半导体基板10形成PN结二极管。各像素的传感器部11通过由部分地埋设在半导体基板10中的S^2层所形成的元件分离层(未示出)而彼此分离。绝缘层20形成于半导体基板10的正面侧，即，形成于传感器部11的下方。包括传感器部11用的信号线的多层布线21形成于绝缘层20内。固态摄像设备1是背面入射型固态摄像设备并且在来自被摄体的光入射到半导体基板10的背面(受光面)时通过传感器部11对所述光进行光电转换而对被摄体进行摄像。在像素区域形成大量的像素。像素区域包括有效像素部31和光学黑体(OB)部32。 有效像素部31用于通过将光引导到传感器部11并且对所述光进行光电转换而获得图像信号。光学黑体部32被遮挡以防止光入射到传感器部11，从而获得图像信号的黑电平基准。 尽管未示出，有效像素部31用作像素区域的主要部分并且光学黑体部32形成于像素区域的边缘。用于遮挡光学黑体部32以防止光入射到传感器部11的遮光膜30 (第一遮光膜) 在光学黑体部32中形成于半导体基板10的背面侧(受光面侧)，用于检测黑电平。片上透镜(on-chip lens) 50形成于半导体基板10的背面侧(受光面侧)的遮光膜30。如果本实施方式中的固态摄像元件用作彩色固态摄像元件，则将彩色滤波器(未示出)放置在片上透镜50的下方。注意，各像素均包括包含晶体管的晶体管部，所述晶体管形成在除了图 1所示的剖面以外的部分中，用于读出由传感器部11光电转换的信号电荷并且用于将该信号电荷转换成电压并且将该电压取出作为信号。在本实施方式中，遮光膜M (第二遮光膜)在光学黑体部32中形成于半导体基板 10的正面侧存在的绝缘层20内。包括传感器部11用的信号线的多层布线21形成于半导体基板10的下方(在半导体基板10的正面侧)的绝缘层20内。多层布线21中的一层同时用作上述遮光膜M。遮光膜M由与布线21的材料相同的材料制成。该材料的示例是铝 (Al)、铜(Cu)、钨(W)和钛(Ti)。接着将说明通过形成如本实施方式中的固态摄像设备1所产生的效果。在固态摄像设备1的OB部的正面侧，上述遮光膜M形成于半导体基板10的正面侧存在的绝缘层20 内。这使得可以防止来自有效像素部中的位于半导体基板10的背面侧的没有遮光膜30的区域、透过半导体基板10、被半导体基板10的正面侧存在的绝缘层20的正面侧的内面反射的红外光入射到光学黑体部32中的传感器部11。这进而使得可以正确地检测光学黑体部 32中的黑电平，从而获得满意的摄像图像。以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：永田桂次，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：