背面入射型摄像元件制造技术

技术编号：42939372 阅读：4 留言：0更新日期：2024-10-11 15:59

一种背面入射型摄像元件，具备：半导体基板，其具有表面及上述表面的相反侧的背面，且被赋予接地电位；及半导体层，其形成于上述表面上；上述半导体层具有：第1元件部，其包含根据来自上述背面侧的入射光而产生信号电荷的受光部，且输出与上述信号电荷对应的信号电压；及第2元件部，其包含将自上述第1元件部输出的上述信号电压转换为数字信号的模拟‑数字转换器；与上述表面及上述背面交叉的第1方向上的上述半导体基板的厚度，与自上述第1方向观察与上述受光部对应的上述半导体基板的第1区域相比，在自上述第1方向观察与上述模拟‑数字转换器对应的上述半导体基板的第2区域中相对较厚。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种背面入射型摄像元件。

技术介绍

1、目前，已知有在1个芯片内形成承担受光与电荷传送的ccd部、及承担模拟数字转换等信号处理的cmos部的单片式(monolithic)ccd-cmos传感器。在非专利文献1中记载有ccd-in-cmos传感器。在该ccd-in-cmos传感器中，可进行背面照射。

2、现有技术文献

3、非专利文献

4、非专利文献1：pierre boulenc,jo robbelein,linkun wu,vasyl motsnyi,luchaspeslagh,stefano guerrieri,jonathanborremans,maarten rosmeulen“high speedbackside illuminated tdi ccd-in-cmossensor”[令和1年7月29日检索]，因特网http://www.imagesensors.org/past％20workshops/2017％20workshop/2017％20papers/r50.pdf

技术实现思路

1、专利技术所要解决的技术问题

2、目前，即使是上述那样的单片式ccd-cmos传感器，高速化的要求也提高。然而，由于伴随高速化，模拟-数字转换的速度提高，因而信号处理电路的消耗电流增大且消耗电流量的变化也变大，结果可能产生接地电位(基板电位)易变动这样的问题。接地电位的变动造成引起信号处理电路的误动作、或使噪声与ccd部的输出信号重叠等的不良影响。

3、特别是若出于为了补偿伴随高速化的对传感器的入射光量的减少而使传感器高灵敏度化的目的，采用将基板薄化而使光有感区域自基板露出且对光有感区域直接入射光的构造，则该问题显著化。其原因在于，作为信号处理电路的接地而发挥功能的基板因薄化而高电阻化。即，现有的单片式ccd-cmos传感器中，难以通过兼具高灵敏度化与接地的稳定化而提高处理速度。

4、本专利技术的目的在于提供一种可提高处理速度的背面入射型摄像元件。

5、解决问题的技术手段

6、本专利技术的背面入射型摄像元件，具备：半导体基板，其具有表面及表面的相反侧的背面，且被赋予接地电位；及半导体层，其形成于表面上；半导体层具有：第1元件部，其包含根据来自背面侧的入射光而产生信号电荷的受光部，且输出与信号电荷对应的信号电压；及第2元件部，其包含将自第1元件部输出的信号电压转换为数字信号的模拟-数字转换器；与表面及背面交叉的第1方向上的半导体基板的厚度，与自第1方向观察与受光部对应的半导体基板的第1区域相比，在自第1方向观察与模拟-数字转换器对应的半导体基板的第2区域中相对较厚。

7、该背面入射型摄像元件中，形成于半导体基板的表面上的半导体层具有第1元件部与第2元件部。第1元件部包含：受光部，其根据来自半导体基板的背面侧的入射光，而产生信号电荷。另外，第2元件部包含：模拟-数字转换器，其将信号电压转换为数字信号。于是，半导体基板的厚度，相较于与受光部对应的第1区域，在与模拟-数字转换器对应的第2区域中相对更厚。换言之，半导体基板在与受光部对应的区域中较薄，在与模拟-数字转换器对应的区域中较厚。其结果，自半导体基板的第1区域向受光部的入射光量增大，并且避免了半导体基板的与模拟-数字转换器对应的第2区域的高电阻化。因此，根据该背面入射型摄像元件，通过兼具高灵敏度化与接地的稳定化而可提高处理速度。

8、本专利技术的背面入射型摄像元件中，也可以是，半导体基板包含：第3区域，其自第1方向观察时，位于第1区域与第2区域之间；半导体基板的厚度通过自第1区域遍及第3区域设置于背面的凹部，而与第2区域相比，在第1区域中相对较薄。此时，本专利技术的背面入射型摄像元件中，凹部的内侧面可包含：倾斜面，其位于第3区域，且以半导体基板的厚度自第1区域朝第2区域逐渐变厚的方式倾斜。这样，通过设置于半导体基板的背面的凹部，可减薄第1区域且增厚第2区域。

9、本专利技术的背面入射型摄像元件中，也可以是，第1元件部包含：放大器部，其将由受光部产生的信号电荷转换为信号电压；放大器部自第1方向观察位于第3区域。这样，可对第3区域配置不易受半导体基板的厚度影响的放大器部。

10、本专利技术的背面入射型摄像元件中，半导体层也可在凹部的底部自半导体基板露出。该情况下，可进一步增大自第1区域向受光部的入射光量。

11、专利技术的效果

12、根据本专利技术，可提供能够提高处理速度的背面入射型摄像元件。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种背面入射型摄像元件，其中，

2.如权利要求1所述的背面入射型摄像元件，其中，

3.如权利要求2所述的背面入射型摄像元件，其中，

4.如权利要求3所述的背面入射型摄像元件，其中，

5.如权利要求4所述的背面入射型摄像元件，其中，

6.如权利要求1～5中任一项所述的背面入射型摄像元件，其中，

7.如权利要求6所述的背面入射型摄像元件，其中，

【技术特征摘要】

1.一种背面入射型摄像元件，其中，

2.如权利要求1所述的背面入射型摄像元件，其中，

3.如权利要求2所述的背面入射型摄像元件，其中，

4.如权利要求3所述的背面入射型摄像元...

【专利技术属性】
技术研发人员：村松雅治，高木慎一郎，米田康人，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：

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