固态拍摄装置制造方法及图纸

固态拍摄装置具备：光电转换区域，其配置于外延层的内部；电荷保持区域，其在比光电转换区域靠光的入射侧配置；挖出区域，其从外延层的表面朝向光电转换区域挖出；以及遮光膜，其覆盖电荷保持区域并在挖出区域的侧壁延伸。其覆盖电荷保持区域并在挖出区域的侧壁延伸。其覆盖电荷保持区域并在挖出区域的侧壁延伸。

【技术实现步骤摘要】
固态拍摄装置


[0001]本专利技术涉及具有全局快门功能的固态拍摄装置。

技术介绍

[0002]固态拍摄装置为了不使固态拍摄装置的尺寸增大且得到高画质，具有使设置于固态拍摄装置的固态拍摄装置的像素尺寸缩小的趋势。在国际公开第2017/131009号小册子中，公开一种固态拍摄装置，其在设置于固态拍摄装置的布线层的透明绝缘膜上设置具有四边形的平面形状的柱状的突起部，入射光由于折射而集中入射于受光部，由此，提高灵敏度而使光学噪声减少。

技术实现思路

[0003]但是，在国际公开第2017/131009号小册子的固态拍摄装置中，存在如下问题：无法将由于折射而朝向受光部的入射光在遮光膜衍射而入射至存储器部分而产生的寄生光灵敏度噪声除去。
[0004]本专利技术的一方式的目的在于实现一种固态拍摄装置，其能够将寄生光灵敏度噪声除去而显示灵敏度高的高画质的图像。
[0005]为了解决上述课题，本专利技术的一方式所涉及的固态拍摄装置是在基板以矩阵状排列有多个像素的固态拍摄装置，其特征在于，上述多个像素分别具备：光电转换区域，其为了将入射至上述基板的光转换为电荷而配置于上述基板的内部；电荷保持区域，其为了对由上述光电转换区域转换后的电荷进行保持而在上述基板的内部的比上述光电转换区域靠上述光的入射侧配置；挖出区域，其从上述基板的上述光的入射侧的表面朝向上述光电转换区域至少挖出至与上述电荷保持区域对应的深度；以及遮光膜，其形成为覆盖上述电荷保持区域的上述基板的上述表面侧并在上述挖出区域的侧壁延伸。
[0006]根据本专利技术的一方式的固态拍摄装置，能够将寄生光灵敏度噪声除去而显示灵敏度高的高画质的图像。
附图说明
[0007]图1是表示在第一实施方式所涉及的固态拍摄装置排列的像素的结构的图。图2是第一实施方式所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图3是上述固态拍摄装置的像素的俯视图。图4是比较例所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图5是其他的比较例所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图6是表示相对于在第一实施方式所涉及的固态拍摄装置设置的遮光膜的波长的反射率的光谱的坐标图。图7是表示在第一实施方式所涉及的固态拍摄装置设置的钝化膜的应力与暗电流之间的关系的坐标图。
图8是第一实施方式的变形例1所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图9是第一实施方式的变形例2所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图10是第一实施方式的变形例3所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图11是第一实施方式的变形例4所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图12是第一实施方式的变形例5所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图13是第一实施方式的变形例6所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图14是第一实施方式的变形例7所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图15是第一实施方式的变形例8所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图16是沿着图15所示的线AB的剖视图。图17是上述固态拍摄装置的像素的俯视图。图18是第二实施方式所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。图19是第二实施方式的变形例所涉及的固态拍摄装置的像素的构造剖视图。
具体实施方式
[0008]〔第一实施方式〕以下，对本专利技术的一实施方式详细地进行说明。
[0009]图1是表示在第一实施方式所涉及的固态拍摄装置18排列的像素21的结构的图。图2是第一实施方式所涉及的固态拍摄装置18的像素21的构造剖视图。图3是像素21的俯视图。
[0010]固态拍摄装置18具备基板19。基板19包括半导体基板1和形成在半导体基板1上的外延层2。
[0011]固态拍摄装置18具备：以矩阵状排列在基板19上的多个像素21。各像素21包括：光电转换区域3，其用于将入射至基板19的光转换为电荷；电荷保持区域4，其用于保持由光电转换区域3转换后的电荷；以及像素晶体管区域17，其形成有为了将在形成于光电转换区域3的光电转换元件存积的信号电荷转换为电压或者对像素进行复位以及选择而需要的晶体管。
[0012]光电转换区域3为了将入射至基板19的光转换为电荷而配置于外延层2的内部。电荷保持区域4在外延层2的内部的比光电转换区域3靠光的入射侧配置。
[0013]各像素21具备：挖出区域20，其从外延层2的光的入射侧的表面朝向光电转换区域3至少挖出至与电荷保持区域4对应的深度；和遮光膜8，其为了遮挡光到达电荷保持区域4而形成为覆盖电荷保持区域4的外延层2的表面侧并在挖出区域20的侧壁延伸。
[0014]各像素21还具备电荷转送栅电极6，上述电荷转送栅电极6用于将电荷从光电转换区域3向电荷保持区域4转送。通过光电转换区域3从光转换后的电荷经过从光电转换区域3经由电荷转送栅电极6到达电荷保持区域4的电荷转送路径而向电荷保持区域4转送。
[0015]电荷转送路径是指在任一个实施方式中，从光电转换区域3与电荷转送栅电极6重叠的区域(准确而言电荷转送栅电极6接通时的光电转换区域3的电势最深的区域)至电荷保持区域4的电势最深的区域为止的路径。
[0016]转送电荷至电荷保持区域4之后与所谓的通常的卷帘快门方式的CIS(CMOS Image Sensor)动作相同。即，在电荷从电荷保持区域4向浮动扩散区(FD)转送之前通过复位晶体
管使FD复位，通过源极跟随晶体管将复位时的FD的电荷转换为电压。而且，通过利用选择晶体管选择检测像素而对复位信号进行模拟
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数字转换(AD转换)，并由锁存电路获取。其后，立即将存积于电荷保持区域4的光信号电荷向FD转送，并通过源极跟随晶体管将转送至FD的电荷转换为电压。而且，经由接通状态的选择晶体管将光信号与复位信号进行AD转换，并由锁存电路获取。其后，通过利用数字电路从光信号以及复位信号减去复位信号，从而能够正确地获取通过光电转换产生的信号。
[0017]如图2以及图3所示，电荷转送栅电极6与光电转换区域3的电势深的部分和电荷保持区域4双方重叠。因此，形成有从光电转换区域3向电荷保持区域4转送电荷的电荷转送路径。
[0018]在电荷转送栅电极6接通时，在电荷转送栅电极6下施加电场，将电荷转送栅电极6下的电势调制为较深的一侧。此时，外延层2的表面更强烈地受到因电场产生的影响，而且，杂质注入和由布局形成的电荷保持区域4的电势斜率此时也继续，成为使电荷转送栅电极6断开时的电势变深偏移量的电势形状。
[0019]因此，在电荷转送栅电极6接通时，光电转换区域3的电势最深的区域形成于光电转换区域3和电荷转送栅电极6重叠的区域下。而且，与从此处起由电荷转送栅电极6调制的量对应，电荷沿着比光电转换区域3的电势最深的区域更深的电荷保持区域4的电势斜率移动至电荷保持区域4的电势最深的区域。
[0020]光电转换区域3从挖出区域20的下侧延伸至电荷保持区域4的下侧而形成。光电转换区域3上的挖出区域20挖出至比电荷保持区域4深的位置而形成。此时，电荷从电荷保持区域4的下方的光电转换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态拍摄装置，在基板以矩阵状排列有多个像素，所述固态拍摄装置的特征在于，所述多个像素分别具备：光电转换区域，其为了将入射至所述基板的光转换为电荷而配置于所述基板的内部；电荷保持区域，其为了对由所述光电转换区域转换后的电荷进行保持而在所述基板的内部的比所述光电转换区域靠所述光的入射侧配置；挖出区域，其从所述基板的所述光的入射侧的表面朝向所述光电转换区域至少挖出至与所述电荷保持区域对应的深度；以及遮光膜，其形成为覆盖所述电荷保持区域的所述基板的所述表面侧并在所述挖出区域的侧壁延伸。2.根据权利要求1所述的固态拍摄装置，其特征在于，还具备电荷转送栅电极，所述电荷转送栅电极用于将所述电荷从所述光电转换区域向所述电荷保持区域转送，所述电荷经过从所述光电转换区域经由所述电荷转送栅电极而到达所述电荷保持区域的电荷转送路径而向所述电荷保持区域转送。3.根据权利要求1或2所述的固态拍摄装置，其特征在于，所述光电转换区域从所述挖出区域的下侧延伸至所述电荷保持区域的下侧为止而形成。4.根据权利要求1或2所述的固态拍摄装置，其特征在于，所述电荷转送栅电极以覆盖所述电荷保持区域的侧面的方式埋入所述基板。5.根据权利要求1或2所述的固态拍摄装置，其特征在于，所述遮光膜由比...

【专利技术属性】
技术研发人员：宇宿孝则，
申请(专利权)人：夏普半导体创新株式会社，
类型：发明
国别省市：