摄像装置和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种摄像装置和电子设备。其中，摄像装置可包括：半导体基板，其具有第一侧和第二侧；光电转换部，其设置在所述半导体基板中；像素分隔凹槽，其设置在所述半导体基板中并且邻近于所述光电转换部；多个绝缘膜，其设置为邻近于所述半导体基板的所述第一侧；以及氧化硅膜，其中，所述多个绝缘膜中的每个绝缘膜包括选自由氧化铪、氧化锆、氧化铝、氧化钛和氧化钽组成的组中的至少一种成分，所述氧化硅膜接触第一绝缘膜的表面以及第二绝缘膜的表面，第一绝缘膜设置在所述像素分隔凹槽的内部，第二绝缘膜的至少一部分的厚度大于或等于10nm并且小于或等于80nm，并且第一绝缘膜和第二绝缘膜由相同材料制成。

【技术实现步骤摘要】
分案申请本申请是申请日为2014年9月19日、专利技术名称为“图像拾取元件、制造图像拾取元件的方法以及电子设备”的申请号为201410481987.3的专利申请的分案申请。
本公开涉及摄像装置以及包括这种摄像装置的电子设备。
技术介绍
在固态图像拾取装置(图像拾取装置)，例如电荷耦合装置(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器中，为每个像素设置包括光电转换部的固态图像拾取元件(图像拾取元件)。图像拾取元件的光电转换部例如由诸如硅(Si)的半导体材料构成。在光电转换部的表面上，由于晶体结构的破坏存在晶体缺陷和悬空键。由于光电转换部中产生的电子-空穴对复合，晶体缺陷和悬空键导致消光(extinction)，或者导致暗电流的产生。例如，国际公开No.WO 2012/117931讨论了一种背照式固态图像拾取装置。在该固态图像拾取装置中，为了抑制暗电流的产生，在硅基板的光接收表面(后表面)上形成具有负固定电荷的绝缘膜(固定电荷膜(fixed charge film))。在硅基板中，光敏二极管埋设为光电转换部。在形成固定电荷膜的硅表面上，形成反型层。由该反型层钉扎硅界面，其抑制暗电流的产生。此外，在硅基板中，可在彼此相邻的像素之间设置凹槽，并且通过用绝缘膜填充该凹槽而抑制光学混色。
技术实现思路
通常，通过干蚀刻形成上述凹槽。然而，干蚀刻可能在硅基板的表面(特别是凹槽的壁表面和底表面)上产生晶体缺陷和悬空键，这可导致界面态的增加。因此，容易产生暗电流。希望提供能抑制暗电流产生的图像拾取元件、制造这种图像拾取元件的方法、以及包括这种图像拾取元件的电子设备。根据本技术方案的实施例，所提供的摄像装置包括：半导体基板，其具有第一侧和第二侧；光电转换部，其设置在所述半导体基板中；像素分隔凹槽，其设置在所述半导体基板中并且邻近于所述光电转换部；多个绝缘膜，其设置为邻近于所述半导体基板的所述第一侧；以及氧化硅膜，其中，所述多个绝缘膜中的每个绝缘膜包括选自由氧化铪、氧化锆、氧化铝、氧化钛和氧化钽组成的组中的至少一种成分，所述氧化硅膜接触所述多个绝缘膜中的第一绝缘膜的表面以及所述多个绝缘膜中的第二绝缘膜的表面，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜设置在所述像素分隔凹槽的内部，所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜的至少一部分的厚度大于或等于10nm并且小于或等于80nm，并且所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜和所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜由相同材料制成。根据本技术方案的再一实施例，所提供的摄像装置包括：半导体基板，其具有第一侧和第二侧，所述半导体基板包括：光电转换部，以及像素分隔凹槽，邻近于所述光电转换部；第一膜，其设置为邻近于所述半导体基板的所述第一侧并且在所述像素分隔凹槽的内部；第二膜，其设置在所述第一膜上并且在所述像素分隔凹槽的内部；以及第三膜，其设置在所述第二膜上并且在所述像素分隔凹槽的内部，其中，所述第一膜和所述第三膜由相同材料制成，所述第一膜和所述第三膜包括选自由氧化铪、氧化锆、氧化铝、氧化钛和氧化钽组成的组中的至少一种成分，并且所述第一膜和所述第三膜中至少一者的厚度大于或等于10nm并且小于或等于80nm。根据本技术方案的实施例，提供一种电子设备，其包括：如上所述的摄像装置；以及光学系统，所述光学系统包括至少一个光学透镜，其中，所述光学系统被配置为将光引导至所述摄像装置的像素部。应理解，前面的总体描述和下面的详细描述都是示范性的，并且旨在对如所要求的技术方案提供进一步的说明。附图说明附图包括提供对本公开的进一步理解，并且结合在该说明书中且构成其一部分。附图示出了实施例，并且与说明书一起用于描述技术方案的原理。图1是根据本技术方案实施例的图像拾取元件的截面图。图2A是用于说明图1所示图像拾取元件的固定电荷膜(fixed charge film)的制造方法的截面图。图2B是示出图2A中工艺的后续工艺的截面图。图2C是与图2B中的工艺的后续工艺一起示出固定电荷膜的构造示例的截面图。图3A是用于描述图1所示图像拾取元件的固定电荷膜的另一个制造方法的截面图。图3B是示出图3A中工艺的后续工艺的截面图。图3C是与图3B中工艺的后续工艺一起示出固定电荷膜的另一个构造示例的截面图。图4是根据本公开的改进的图像拾取元件的截面图。图5是根据应用示例的固态图像拾取装置的功能框图。图6是根据另一个应用示例的电子设备的功能框图。具体实施方式下文将参考附图详细说明本公开的实施例。应注意，将按照下列顺序进行说明。1.实施例(其中固定电荷膜具有多层结构，并且采用不同的制造方法形成各层的示例)2.改进(其中遮光膜还设置在像素分隔凹槽中的示例)3.应用示例(固态图像拾取装置和电子设备的应用示例)1.实施例图1示出了根据本公开实施例的图像拾取元件(图像拾取元件10)的截面构造。图像拾取元件10例如可构成图像拾取装置(图像拾取装置1)中的一个像素(例如，像素P)，图像拾取装置(图像拾取装置1)例如为CCD图像传感器和CMOS图像传感器(见图5)。图像拾取元件10可为背照式，并且包括光接收部20、配线层30和聚光部40。光接收部20包括光电转换部22。聚光部40设置在光接收部20的光入射表面(光接收表面S1)侧。配线层30设置在与光入射表面侧相反侧的表面上。光接收部20包括半导体基板21、固定电荷膜23和保护膜24。半导体基板21具有凹槽(像素分隔凹槽21A)，该凹槽设置在光入射表面侧上并设置在像素P之间。固定电荷膜23和保护膜24设置在半导体基板21的在光入射表面侧的整个表面上。本实施例的图像拾取元件10部分地具有层叠结构，其中固定电荷膜23由形成在不同区域的两种绝缘膜(第一绝缘膜23A和第二绝缘膜23B)形成。下文以光接收部20、配线层30和聚光部40的顺序描述图像拾取元件10的构造。光接收部光接收部20包括半导体基板21和固定电荷膜23。在半导体基板21中，例如，光敏二极管可埋设为光电转换部22。固定电荷膜23设置在半导体基板21的后表面(光入射表面，或光接收表面S1)上。半导体基板21例如可由p-型硅(Si)构成，并且具有如上所述的像素分隔凹槽21A。像素分隔凹槽21A设置在光接收表面S1侧的像素P之间，以在半导体基板21的厚度方向(Z方向)上延伸。像素分隔凹槽21A的深度(高度(h))可仅为允许抑制串扰的深度，并且例如可为0.25或更大以及5μm或更小。像素分隔凹槽21A的宽度(W)可仅为允许抑制串扰的宽度，并且例如可为100nm或更大以及1,000nm或更小。在半导体基板21的表面(表面S2)附近，布置转移晶体管。转移晶体管例如可将光电转换部22中产生的信号电荷转移到垂直信号线Lsig(见图5)。转移晶体管的栅极电极例如可设置在配线层30中。信号电荷可为通过光电转换产生的电子或空穴。这里，其中电子读出为信号电荷的情况将描述为示例。在半导体基板21的表面S2附近，例如，诸如复位晶体管、放大晶体管和选择晶体管的部件可与上述转移晶体管一起设置。这样的晶体管的每一个例如可为金属氧化物半导体场效晶体管(MOSEFT)，并且包括在用于像素P每一个的电路中。电路的每一个例如可具有包括转移晶体管、复位晶体管和放大晶体管的三晶体管构造，或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像装置，包括：半导体基板，其具有第一侧和第二侧；光电转换部，其设置在所述半导体基板中；像素分隔凹槽，其设置在所述半导体基板中并且邻近于所述光电转换部；多个绝缘膜，其设置为邻近于所述半导体基板的所述第一侧；以及氧化硅膜，其中，所述多个绝缘膜中的每个绝缘膜包括选自由氧化铪、氧化锆、氧化铝、氧化钛和氧化钽组成的组中的至少一种成分，所述氧化硅膜接触所述多个绝缘膜中的第一绝缘膜的表面以及所述多个绝缘膜中的第二绝缘膜的表面，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜设置在所述像素分隔凹槽的内部，所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜的至少一部分的厚度大于或等于10nm并且小于或等于80nm，并且所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜和所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜由相同材料制成。

【技术特征摘要】
2013.09.27 JP 2013-2021231.一种摄像装置，包括：半导体基板，其具有第一侧和第二侧；光电转换部，其设置在所述半导体基板中；像素分隔凹槽，其设置在所述半导体基板中并且邻近于所述光电转换部；多个绝缘膜，其设置为邻近于所述半导体基板的所述第一侧；以及氧化硅膜，其中，所述多个绝缘膜中的每个绝缘膜包括选自由氧化铪、氧化锆、氧化铝、氧化钛和氧化钽组成的组中的至少一种成分，所述氧化硅膜接触所述多个绝缘膜中的第一绝缘膜的表面以及所述多个绝缘膜中的第二绝缘膜的表面，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜设置在所述像素分隔凹槽的内部，所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜的至少一部分的厚度大于或等于10nm并且小于或等于80nm，并且所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜和所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜由相同材料制成。2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜和所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜的层数不同。3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜和所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜以从所述半导体基板的所述第一侧的层叠顺序形成。4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜从所述半导体基板的光接收表面侧到所述像素分隔凹槽的壁表面的一部分是连续的。5.根据权利要求1所述的摄像装置，进一步包括：设置在所述像素分隔凹槽中的至少一个其他膜，其中所述至少一个其他膜是保护膜。6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜包括设置在所述半导体基板和所述至少一个其他膜之间的部分。7.根据权利要求6所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜包括设置在所述半导体基板和所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜之间的部分。8.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜的厚度大于或等于2nm并且小于或等于100nm。9.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜包括设置在所述半导体基板和所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜之间的部分。10.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜和所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜包括硅。11.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述像素分隔凹槽的宽度大于或等于100nm并且小于或等于1000nm。12.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述像素分隔凹槽的深度大于或等于0.25μm并且小于或等于5μm。13.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜和所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜是部分层叠的。14.根据权利要求13所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜包括多个层。15.根据权利要求14所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜的至少一部分设置在所述像素分隔凹槽内。16.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜的至少一部分设置在所述像素分隔凹槽内。17.根据权利要求15所述的摄像装置，其中，所述多个绝缘膜中的所述第二绝缘膜的设置在所述像素分隔凹槽内的所述至少一部分设置在所述多个绝缘膜中的所述第一绝缘膜的两个层之间。18.一种电子设备，包括：摄像装置，所述摄像装置包括：半导体基板，其具有第一侧和第二侧；光电转换部，其设置在所述半导体基板中；像素分隔凹槽，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：万田周治，桧山晋，志贺康幸，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP