摄像装置及其制造方法和电子装备制造方法及图纸

[技术问题]为了抑制噪声、混色等。[技术方案]摄像设置有：半导体基板；光电转换单元，设置在半导体基板上并通过光电转换产生对应于受光量的电荷；电荷保持单元，设置在与光电转换单元相关的半导体基板的第一表面侧，并保持从光电转换单元传输的电荷；电荷传输单元，将电荷从光电转换单元传输到电荷保持单元；垂直电极，用于将光电转换单元产生的电荷传输到电荷传输单元，垂直电极设置在半导体基板的深度方向上；以及第一光控制件，设置在比垂直电极更靠近与半导体基板的第一表面相反的第二表面的一侧，在从第一表面的法线方向俯视半导体基板时，第一光控制部设置在与垂直电极重叠的位置，并在基板的深度方向具有T形截面。第一光控制件包括为一体结构且在相互交叉的方向上延伸的第一光控制部和第二光控制部。延伸的第一光控制部和第二光控制部。延伸的第一光控制部和第二光控制部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摄像装置及其制造方法和电子装备


[0001]本公开涉及一种基于光电转换进行摄像的摄像装置及其制造方法和电子装备。

技术介绍

[0002]已知一种与所有像素在同一时间被摄像的全局快门方案兼容的摄像装置(参见专利文献1)。这种类型的摄像装置包括电荷保持单元，该电荷保持单元为每个像素累积在光电转换单元中累积的电荷。
[0003]引用列表
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：WO 2016/136486

技术实现思路

[0006]技术问题
[0007]然而，如果入射在摄像装置上的光直接入射在电荷保持单元上而不由光电转换单元对其进行光电转换，这可能导致噪声增大。此外，如果入射到一个像素上的光穿过像素的边界然后入射到另一个相邻的像素上，这可能会导致混色等。
[0008]本公开提供一种能够抑制噪声、混色等的摄像装置及其制造方法和电子装备。
[0009]技术问题的解决方案
[0010]为了解决上述问题，根据本公开的一个方面，提供了一种摄像装置，包括：半导体基板；光电转换单元，所述光电转换单元设置在所述半导体基板上并通过光电转换根据受光量产生电荷；电荷保持单元，所述电荷保持单元设置在比所述光电转换单元更靠近所述半导体基板的第一表面的一侧并保持从所述光电转换单元传输的所述电荷；电荷传输单元，所述电荷传输单元将所述电荷从所述光电转换单元传输到所述电荷保持单元；垂直电极，所述垂直电极将所述光电转换单元产生的电荷传输到所述电荷传输单元并设置在所述半导体基板的深度方向上；以及第一光控制件，所述第一光控制件设置在比所述垂直电极更靠近与所述半导体基板的所述第一表面相反的一侧的第二表面的一侧，其中所述第一光控制件包括以一体结构在相互交叉的方向上延伸的第一光控制部和第二光控制部，所述第一光控制部设置在从所述第一表面的法线方向俯视所述半导体基板时与所述垂直电极重叠的位置，并且所述第二光控制部包括与所述第一光控制部连接的一端部和从所述一端部沿所述半导体基板的所述深度方向设置的另一端部。
[0011]所述第一光控制部可以沿所述第一表面的方向设置，并且所述第二光控制部的所述另一端部可以沿所述第二表面设置。
[0012]所述半导体基板可以包括以平面指数{111}表示的硅晶面，并且所述第一光控制部可以包括第一光控制表面和第二光控制表面，所述第一光控制表面设置在与所述半导体基板的所述深度方向不同的第一方向并沿着由平面指数{111}表示的第一晶面设置，所述第二光控制表面设置在与所述半导体基板的所述深度方向不同的第二方向并沿着由平面
指数{111}表示的第二晶面设置。
[0013]可以为每个像素设置所述光电转换单元、所述电荷保持单元、所述电荷传输单元和所述垂直电极，并且从所述第一表面或所述第二表面的法线方向俯视所述半导体基板时，所述第一光控制部可以跨多个像素区域设置以与对应于所述多个像素的多个所述垂直电极重叠。
[0014]所述第一光控制件的至少一部分可以具有吸收或反射入射光的特性。
[0015]所述第一光控制件可以包含绝缘材料、金属、多晶硅、金属氧化物、含碳材料和电致变色材料中的至少一种。
[0016]第二光控制件设置在比所述第一光控制件更靠近所述半导体基板的所述第一表面的一侧并且围绕所述电荷保持单元设置。
[0017]所述第二光控制件可以包括沿所述第一表面的方向设置的第三光控制部和连接所述第三光控制部并设置在与所述第三光控制部交叉的方向上的第四光控制部。
[0018]所述第四光控制部的一端部可以连接到所述第三光控制部，并且所述第四光控制部的另一端部可以沿着所述第一表面设置。
[0019]所述第四光控制部可以贯穿所述第三光控制部并沿着所述半导体基板的所述深度方向延伸。
[0020]可以包括沿所述半导体基板的像素边界在所述半导体基板的所述深度方向延伸的元件分离单元。
[0021]所述元件分离单元可以包括第五光控制部，所述第五光控制部沿所述半导体基板的像素边界设置在所述半导体基板的所述深度方向上。
[0022]所述元件分离单元可以包括第六光控制部，所述第六光控制部与所述第五光控制部连接并设置在与所述第五光控制部相交的方向上。
[0023]所述第六光控制部的一端部可以连接到所述第五光控制部，并且所述第六光控制部的另一端部可以沿着所述第二表面设置。
[0024]所述第六光控制部可以贯穿所述第五光控制部并沿所述半导体基板的所述深度方向延伸。
[0025]所述光电转换单元可以具有浓度梯度，其中，在所述第一光控制部至所述第二表面侧的第一区域中，所述浓度梯度的杂质的浓度根据位置不同而变化。
[0026]所述光电转换单元可以具有浓度梯度，其中，在所述第一光控制部至所述第一表面侧的第二区域中，所述浓度梯度的杂质的浓度根据位置不同而变化。
[0027]所述第一区域和所述第二区域中的至少一个可以在所述半导体基板的水平方向上具有浓度梯度。
[0028]所述第一区域和所述第二区域中的至少一个可以在所述半导体基板的深度方向上具有浓度梯度。
[0029]根据本公开的另一方面，提供了一种摄像装置的制造方法，所述方法包括：在半导体基板上形成光电转换单元，所述光电转换单元通过光电转换根据受光量产生电荷；形成电荷保持单元，所述电荷保持单元设置在比所述光电转换单元更靠近所述半导体基板的第一表面的一侧并保持从所述光电转换单元传输的电荷；形成电荷传输单元，所述电荷传输单元将所述电荷从所述光电转换单元传输到所述电荷保持单元；形成垂直电极，所述垂直
电极将所述光电转换单元产生的电荷在所述半导体基板的深度方向传输到所述电荷传输单元；以及形成第一光控制件，所述第一光控制件设置在比所述垂直电极更靠近与所述半导体基板的所述第一表面相对的一侧的第二表面的一侧并包括以一体结构在相互交叉的方向上延伸的第一光控制部和第二光控制部；其中所述第一光控制部设置在从所述第一表面的法线方向俯视所述半导体基板时与所述垂直电极重叠的位置，所述第二光控制部的一端部与所述第一光控制部连接，且所述第二光控制部的另一端部从所述一端部沿所述半导体基板的深度方向设置。
[0030]根据本公开的另一方面，提供了一种摄像装置的制造方法，所述方法包括：在半导体基板上形成光电转换单元，所述光电转换单元通过光电转换根据受光量产生电荷；在所述光电转换单元的一部分中形成空腔部或填充部，所述填充部通过用预定材料填充所述空腔部获得；形成电荷保持单元，所述电荷保持单元设置在比所述空腔部或所述填充部更靠近所述半导体基板的第一表面的一侧并保持从所述光电转换单元传输的所述电荷；形成电荷传输单元，所述电荷传输单元将所述电荷从所述光电转换单元传输到所述电荷保持单元；形成沟槽，所述沟槽从所述半导体基板的作为与所述第一表面相反的一侧的第二表面侧到达所述空腔部或所述填充部；以及使用所述空腔部或所述填充部和沟槽，在形成所述空腔部或所述填充部的位置形成第一光控制部，并在形成所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种摄像装置，所述摄像装置包括：半导体基板；光电转换单元，所述光电转换单元设置在所述半导体基板上并通过光电转换根据受光量产生电荷；电荷保持单元，所述电荷保持单元设置在比所述光电转换单元更靠近所述半导体基板的第一表面的一侧并保持从所述光电转换单元传输的所述电荷；电荷传输单元，所述电荷传输单元将所述电荷从所述光电转换单元传输到所述电荷保持单元；垂直电极，所述垂直电极将所述光电转换单元产生的电荷传输到所述电荷传输单元并设置在所述半导体基板的深度方向上；以及第一光控制件，所述第一光控制件设置在比所述垂直电极更靠近与所述半导体基板的所述第一表面相反的一侧的第二表面的一侧，其中所述第一光控制件包括以一体结构在相互交叉的方向上延伸的第一光控制部和第二光控制部，所述第一光控制部设置在从所述第一表面的法线方向俯视所述半导体基板时与所述垂直电极重叠的位置，并且所述第二光控制部包括与所述第一光控制部连接的一端部和从所述一端部沿所述半导体基板的所述深度方向设置的另一端部。2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第一光控制部沿所述第一表面的方向设置，并且所述第二光控制部的所述另一端部沿所述第二表面设置。3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述半导体基板包括以平面指数{111}表示的硅晶面，并且所述第一光控制部包括第一光控制表面和第二光控制表面，所述第一光控制表面设置在与所述半导体基板的所述深度方向不同的第一方向并沿着由平面指数{111}表示的第一晶面设置，所述第二光控制表面设置在与所述半导体基板的所述深度方向不同的第二方向并沿着由平面指数{111}表示的第二晶面设置。4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，为每个像素设置所述光电转换单元、所述电荷保持单元、所述电荷传输单元和所述垂直电极，并且从所述第一表面或所述第二表面的法线方向俯视所述半导体基板时，所述第一光控制部跨多个像素区域设置以与对应于所述多个像素的多个所述垂直电极重叠。5.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第一光控制件的至少一部分具有吸收或反射入射光的特性。6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，所述第一光控制件包含绝缘材料、金属、多晶硅、金属氧化物、含碳材料和电致变色材料中的至少一种。7.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括第二光控制件，所述第二光控制件设置在比所述第一光控制件更靠近所述半导体基板的所述第一表面的一侧并且围绕所述电荷保持
单元设置。8.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，所述第二光控制件包括沿所述第一表面的方向设置的第三光控制部和连接所述第三光控制部并设置在与所述第三光控制部交叉的方向上的第四光控制部。9.根据权利要求8所述的摄像装置，其中，所述第四光控制部的一端部连接到所述第三光控制部，并且所述第四光控制部的另一端部沿着所述第一表面设置。10.根据权利要求8所述的摄像装置，其中，所述第四光控制部贯穿所述第三光控制部并沿着所述半导体基板的所述深度方向延伸。11.根据权利要求1所述的摄像装置，进一步包括元件分离单元，所述元件分离单元沿所述半导体基板的像素边界在所述半导体基板的所述深度方向延伸。12.根据权利要求11所述的摄像装置，其中，所述元件分离单元包括第五光控制部，所述第五光控制部沿所述半导体基板的像素边界设置在所述半导体基板的所述深度方向上。13.根据权利要求12所述的摄像装置，其中，所述元件分离单元包括第六光控制部，所述第六光控制部与所述第五光控制部连接并设置在与所述第五光控制部相交的方向上。14.根据权利要求13所述的摄像装置，其中，所述第六光控制部的一端部连接到所述第五光控制部，并且所述第六光控制部的另一端部沿着所述第二表面设置。15.根据权利要求13所述的摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉本奈绪，宫波勇树，池原成拓，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：