固体摄像器件、固体摄像器件的制造方法和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了固体摄像器件、固体摄像器件的制造方法和电子装置。该固体摄像器件包括：基板，其具有根据受光量产生信号电荷的光电转换单元；通孔，其形成得从所述基板的前表面侧贯穿所述基板的背面侧；垂直栅极电极，其形成在所述通孔中，所述垂直栅极电极与所述通孔之间形成有栅极绝缘膜，所述垂直栅极电极使读出部读出由所述光电转换单元产生的信号电荷；及电荷固定膜，其具有负的固定电荷，所述电荷固定膜被形成得在覆盖所述基板的背面侧的同时覆盖所述通孔的内周面的位于所述基板的背面侧的一部分。本发明专利技术能够抑制产生于所述基板界面处的暗电流，并减小了工艺的非均匀性，从而能够防止产生白点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及背面照射型固体摄像器件、该固体摄像器件的制造方法和使用该固体摄像器件的电子装置。
技术介绍
在相关技术中，已经提出将CXD型固体摄像器件和CMOS型固体摄像器件作为在数码相机或摄像机中使用的固体摄像器件。在这样的固体摄像器件中，在以二维矩阵方式形成的多个像素的每一者中分别形成有受光部，并且在所述受光部中根据接收的光量生成信号电荷。此外，在所述受光部中生成的信号电荷被传输和放大，从而获得了图像信号。相关技术的一般的固体摄像器件是表面型固体摄像器件，表面型固体摄像器件安装有在表面上具有电极或配线的基板，并且从该基板的上方进行光照射。例如，在表面型 CMOS型固体摄像器件中，在硅基板内形成有像素的受光部的光电二极管(PD)，并且在硅基板上形成有多个配线层，多个配线层与硅基板之间形成有层间绝缘膜。此外，在上述配线层上方布置有滤色器和片上透镜。在表面型固体摄像器件中，光从片上透镜经过滤色器和配线层进入到受光部的光电二极管中。然而，随着固体摄像器件的小型化，在上述表面型固体摄像器件中存在着这样的问题在配线层多层化的同时，配线的间距减小，从而使得片上透镜与硅基板上的受光部之间的距离增大。由于配线层的多层化，倾斜入射的部分入射光被配线层遮蔽并且难以到达硅基板上的受光部，这样就产生了阴影等现象。近年来，已经提出了从与基板上形成有配线层的一侧相反的一侧进行光照射的背面照射型固体摄像器件(参见日本专利申请公开公报特开平第6483702号)。在所述背面照射型固体摄像器件中，由于在光照射的一侧未布置有配线层或者电路器件，所以能够实现在基板上形成的受光部的100%的有效开口率，从而入射光进入到受光部中而不会受到配线层的反射。因此，非常期望在背面照射型固体摄像器件中显著地提高敏感度并且消除阴影。在背面照射型固体摄像器件中，为了提高作为基本性能的动态范围，提高光电二极管中的光电转换电荷的最大累积量(饱和电荷量Qs)或者加宽光电二极管在基板的深度方向上的区域是优选的。然而，当光电二极管扩展到接近受光面时，到输出端子的距离就增大，从而难以完全传输累积在光电二极管中的电荷，这就导致了残留图像。作为一种改进方案，已经提出了配备了设置有与光电二极管相对应的读取电极(沟槽型电极)的垂直晶体管的固体摄像器件(参见日本专利申请公开公报第2004-281499号和PCT国际申请说明书日文译本特表第2007-531254号)。图19示出了配备有相关技术的垂直晶体管的固体摄像器件的示意性截面结构。 如图19所示，在基板101的深度方向上形成有两层光电二极管PD1和PD2。垂直栅极电极 103和垂直栅极电极104分别形成得在深处与光电二极管PDl和光电二极管PD2接触。垂直栅极电极103和垂直栅极电极104是这样形成的在基板101中的以所需深度形成的沟槽部中埋入电极材料，并且在电极材料与基板101之间设置有栅极绝缘膜102。在邻近垂直栅极电极103的区域和邻近垂直栅极电极104的区域中分别形成有浮动扩散部FD2和浮动扩散部FDl。在图19的固体摄像器件100中，通过向垂直栅极电极103和垂直栅极电极104施加所需的电压，将累积在光电二极管PDl和光电二极管PD2中的信号电荷分别传输至浮动扩散部FDl和浮动扩散部FD2。在该结构中，能够实现这样的结构通过改变形成在基板101 上的沟槽部的深度能够传输累积在形成于不同深度的光电二极管PDl和光电二极管PD2中的信号电荷。然而，难以通过一次光刻加工和蚀刻加工实现在同一基板中改变沟槽的深度的结构，从而必须多次重复形成垂直栅极电极103和垂直栅极电极104的工艺。因此，考虑到沟槽部的深度的非均勻性或者例如当形成光电二极管时离子注入的扩散中的非均勻性等加工的非均勻性，设计能够传输经过光电转换的信号电荷的像素是不现实的。可以考虑通过采用包括贯通基板形成的垂直栅极电极的垂直晶体管来消除加工的非均勻性(参见日本专利申请公开公报特开第2008-258316号)。图20示出了包括贯穿基板形成的垂直栅极电极的固体摄像器件105的示意性截面结构。如图20所示，固体摄像器件105包括贯穿基板106的水平表面垂直形成的垂直栅极电极108。垂直栅极电极108是通过形成贯穿基板106的通孔并且埋入电极材料(该电极材料与基板106之间形成有栅极绝缘膜107)来形成的。在图20的固体摄像器件105中， 形成在基板106的受光侧的相反侧的浮动扩散部FD能够读出形成在基板106的深度方向上较深位置处的光电二极管PD的信号电荷。然而，在贯穿图20中所示的基板106形成垂直栅极电极108的情况下，当从基板 106的表面侧向其背面侧形成通孔时，基板106的位于深处的部分被倒流的蚀刻剂损坏。因此，在基板106的背面侧上存在这样的问题在从通孔的端部的内周面延伸到基板的背面侧的角(被虚线“a”包围)处产生了载流子，并且由于上述载流子与光电转换所产生的载流子(信号)相混合而产生了噪声，从而增加了所谓的白点。
技术实现思路
鉴于上述情况，期望提供一种由于减小了工艺的非均勻性而减少白点产生的固体摄像器件。此外，期望提供一种使用上述固体摄像器件的电子装置。本专利技术实施方案的固体摄像器件包括基板、贯穿所述基板形成的通孔、形成在所述通孔中的垂直栅极电极和电荷固定膜。在所述基板中形成有根据受光量产生信号电荷的光电转换单元。所述通孔形成得从所述基板的前表面侧贯穿所述基板的背面侧。所述垂直栅极电极使读出部读出由所述光电转换单元产生的信号电荷，并且所述垂直栅极电极形成在所述通孔中，所述垂直栅极电极与所述通孔之间形成有栅极绝缘膜。所述电荷固定膜被形成得在覆盖所述基板的背面侧的同时覆盖所述通孔的内周面的位于所述基板的背面侧的一部分，并且所述电荷固定膜具有负的固定电荷。在本专利技术实施方案的固体摄像器件中，通过在所述通孔中形成垂直栅极电极，在所述基板的深度方向上形成的所述光电转换单元的中央部，能够使形成于表面侧的电荷读出部读出累积在深处位置的信号电荷。此外，所述基板的背面侧和所述通孔的内周面的一部分覆盖有由具有负的固定电荷的膜构成的所述电荷固定膜。因此，借助所述电荷固定膜， 能够在吸收由于在所述通孔的深处位置产生的所述基板的缺陷所产生的载流子的同时，抑制在所述基板的背面侧产生暗电流。本专利技术另一实施方案的固体摄像器件的制造方法包括步骤首先从基板的表面到背面侧形成所需深度的开孔。接着，通过在所述开孔中隔着栅极绝缘膜埋入电极材料，从而形成垂直栅极电极，所述垂直栅极电极使形成在所述基板的表面侧的读出部读出累积在光电转换单元中的信号电荷。接着，在所述基板的表面上隔着层间绝缘膜形成多层配线层叠的配线层。接着，将支撑基板接合在所述配线层上，然后翻转所述基板。接着，在通过减薄所述基板的厚度直到所述开孔贯穿所述基板的背面侧而形成通孔的同时，以预定的深度去除形成在所述通孔中的所述栅极绝缘膜。接着，形成具有负的固定电荷的电荷固定膜来填充去除了所述栅极绝缘膜的所述通孔，同时覆盖所述基板的整个背面。在本专利技术实施方案的固体摄像器件的制造方法中，形成在所述基板中的开孔的底部贯穿所述基板的背面侧，并且通过减薄所述基板的尺寸成为通孔。此外，以预定的深度去除形成于所述通孔中的所述栅极绝缘膜，并且在去除掉所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：榎本贵幸，富樫秀晃，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：