提供通过减少光学混色和/或Mg光斑来提高图像质量的固态成像装置及其制造方法以及电子设备。本发明专利技术包括：像素区域（23），在该像素区域（23）中排列有多个由光电转换部（PD）和像素晶体管（Tr）构成的像素（24）；片上滤色器（42）；片上微透镜（43）；多层布线层（33），多层布线（32）经由层间绝缘模（31）而形成在该多层布线层（33）中；遮光膜（39），该遮光膜（39）经由绝缘层（36）形成在受光面（34）的像素边界上，光电转换部（PD）排列在该受光面（34）上。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供通过减少光学混色和/或Mg光斑来提高图像质量的固态成像装置及其制造方法以及电子设备。本专利技术包括：像素区域（23），在该像素区域（23）中排列有多个由光电转换部（PD）和像素晶体管（Tr）构成的像素（24）；片上滤色器（42）；片上微透镜（43）；多层布线层（33），多层布线（32）经由层间绝缘模（31）而形成在该多层布线层（33）中；遮光膜（39），该遮光膜（39）经由绝缘层（36）形成在受光面（34）的像素边界上，光电转换部（PD）排列在该受光面（34）上。【专利说明】固态成像装置及其制造方法以及电子设备本申请是申请号为201010110506.X、申请日为2010年2月3日、专利技术名称为“固态成像装置及其制造方法以及电子设备”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及固态成像装置及其制造方法，以及具备固态成像装置的相机等电子设备。
技术介绍
民用的数字摄像机或数字静态照相机一直以来主要被要求显示出被拍摄体的细节部分的高析像力和重视便携性的设备的小型化。并且，为了实现这些需求，对于固态成像装置，在维持图像捕获特性并缩小像素大小的方面(图像传感器)进行了开发。但是，近年来，除继续需求高析像力和小型化之外，对提高最低被拍摄体亮度和高速图像捕获等的需求也在变高，并且为了实现这些需求，对于固态成像装置提高以SN比为主的综合图像质量的期望也变高了。已知CMOS固态成像装置有图5所示的前照式和图6所示的背照式。如图5的示意性构成图所示，前照式固态成像装置111在半导体衬底112上具有形成有多个单位像素116的像素区域113，每个单位像素116由作为光电转换部的光电二极管ro和多个像素晶体管组成。图中没有示出像素晶体管，但在图5中示出栅极电极114，以示意性地示出像素晶体管的存在。各个光电二极管ro通过由杂质扩散层构成的元件分离区域115被分离。经由层间绝缘层117而布置了多个布线118的多层布线层119形成在半导体衬底112的形成有像素晶体管的表面侧。布线118形成在与光电二极管ro的位置相对应的部分之外的部分。在多层布线层119上经由平坦膜120而依次形成片上滤色器121和片上微透镜122。片上滤色器121例如通过排列红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各滤色器而构成。在前照式固态成像装置111中，形成有多层布线层119的衬底表面被作为受光面123，光L从该衬底表面侧入射进来。如图6的示意性构成图所示，背照式固态成像装置131在半导体衬底112上具有形成有多个单位像素116的像素区域113，每个单位像素116由作为光电转换部的光电二极管PD和多个像素晶体管组成。图中没有示出像素晶体管，但在图6中示出形成在衬底表面侧的栅极电极114，以示意性地示出像素晶体管的存在。各个光电二极管ro通过由杂质扩散层构成的元件分离区域115被分离。经由层间绝缘层117而布置了多个布线118的多层布线层119形成在半导体衬底112的形成有像素晶体管的表面侧。在背照式固态成像装置中，可以与光电二极管ro的位置无关地形成布线118。另一方面，在半导体衬底112的光电二极管ro所面对的背面上依次形成绝缘层128、片上滤色器121以及片上微透镜122。在背照式固态成像装置131中，位于与形成了多层布线层以及像素晶体管的衬底表面相反的一侧的衬底背面被作为受光面132，光L从该衬底背面侧入射进来。由于光L不受多层布线层119的制约地入射到光电二极管ro，因此能够更宽地取得光电二极管ro的开口而提高了灵敏度。本 申请人:的开发团队成功试制开发了一种背照式CMOS固态成像装置，该背照式CMOS固态成像装置在不丧失CMOS固态成像装置所具有的低功耗和高速性的优点的情况下通过将像素的基本构造改变为背照型而提高了在提高图像质量的方面作为重要因素的灵敏度并且降低了噪声。所述开发的背照式CMOS固态成像装置具有500万个有效像素，每个像素大小为1，75 μ mX I, 75 μ m,并且以每秒60帧的速度驱动。在现有的前照式固态成像装置中，位于形成了光电二极管ro的衬底表面侧的上方的布线118或像素晶体管会阻碍经片上微透镜汇聚的入射光，因此在减小像素大小和入射角变化方面还存在问题。相对于此，在背照式固态成像装置中，通过从将硅衬底翻转了的背面侧照射光，能够增大进入单位像素的光量，并能够抑制由光入射角改变导致的灵敏度的下降，而不受布线118或像素晶体管的影响。例如在专利文献I?专利文献4等中公开了背照式CMOS固态成像装置。此外，在专利文献5中还公开了将氧化铪(Hf02)用作在背照式CMOS固态成像装置中使用的反射防止膜的技术。固态成像装置大致分为CO) (Charge Coupled Device,电荷稱合器件)型固态成像装置和CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)型固态成像装置。在这些固态成像装置中，对应每个像素形成了由光电二极管构成的受光部。在受光部中，通过入射到受光部中的光的光电转换而生成信号电荷。在C⑶型固态成像装置中，在受光部中生成的信号电荷被传输到具有CCD构造的电荷传输部内，并在输出部中被转换成像素信号后输出。另一方面，在CMOS型固态成像装置中，在受光部中生成的信号电荷按每个像素被放大，放大后的信号被作为像素信号而通过信号线输出。在这样的固态成像装置中存在如下的问题:由于倾斜的入射光或在受光部的上部漫反射的入射光而在半导体衬底内生成伪信号，从而产生托尾(smear)或光斑(flare)等光学噪声。下述专利文献6中公开了在C⑶型固态成像装置中通过将形成在电荷传输部上部的遮光膜埋入形成在受光部和读出栅极部的界面上的沟槽部中来抑制托尾的产生的构成。在专利文献6中，由于采用了将遮光膜形成在使用L0C0S氧化膜而形成的沟槽部内的构成，因此难以将遮光膜形成在衬底深处，并且无法完全防止作为托尾产生原因的倾斜光的入射。此外，像素面积与埋入遮光膜的深度成比例地缩小，因此实际上很难将遮光膜埋得很深。近年来，提出了从与衬底上的形成布线层那侧相反的一侧照射光的背照式固态成像装置(参考下面的专利文献7)。在背照式固态成像装置中，由于在光照射侧不构成布线层或电路元件等，因此除了能够提高形成在衬底上的受光部的开口率以外，还由于入射光在不被布线层等反射的情况下入射到受光部，因此提高了灵敏度。在这种背照式固态成像装置中，同样担心由倾斜光引起的光学噪声，因此优选在用作光照射侧的衬底背面侧的受光部之间形成遮光膜。此时，可以考虑在用作光照射侧的衬底背面侧形成一层具有遮光膜的层，但由于衬底与片上透镜面之间的距离会与遮光膜的高度成比例地变大，因此会引起集光特性变差。在集光特性变差的情况下，透射了其他像素的滤色器的倾斜的光将入射到与其像素不同的其他像素的受光面，从而还会发生混色和灵敏度下降的问题。专利文献1:日本专利文献特开2003-31785号公报；专利文献2:日本专利文献特开2005-353631号公报；专利文献3:日本专利文献特开2005-353955号公报；专利文献4:日本专利文献特开2005-347707号公报；专利文献5:日本专利文献特开2007-258684号公本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固态成像装置，包括：形成有多个受光部的衬底，所述衬底的背面侧作为光照射面；形成在所述衬底的表面侧的布线层；以及遮光部，所述遮光部由沟槽部和被掩埋在所述沟槽部内的遮光膜构成，所述沟槽部形成在相邻的受光部之间，并从所述衬底的背面侧形成至期望的深度处，所述相邻的受光部之间形成有用于将相邻的受光部之间电气分离的元件分离区域，所述元件分离区域由预定的杂质区域构成，所述遮光部形成在所述元件分离区域内。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：丸山康，渡边一史，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：
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