[发明专利]固体摄像装置及其制造方法

说明书

本申请基于申请日为2009年12月16日、申请号为2009-285420号的日本在先申请，主张上述在先申请的优先权，并且该在先申请的全部内容包含在本申请中。

技术领域

本发明涉及固体摄像装置及其制造方法。

背景技术

在CMOS图像传感器等固体摄像装置中，为了实现像素的微细化和高灵敏度化等，关注背面照射型的固体摄像装置。

作为与像素的微细化和高灵敏度化同等重要的特性之一，例如可以列举动态范围。

发明内容

本发明的背光型固体摄像装置，在半导体基体上具备配置有多个单位像素的摄像区域，上述单位像素包括光电变换部和信号扫描电路部，在与形成有上述信号扫描电路部的上述半导体基体的表面相反侧的基体表面上形成光照射面，其特征在于，上述单位像素具备高灵敏度像素和低灵敏度像素，该低灵敏度像素的光灵敏度比上述高灵敏度像素低，上述高灵敏度像素和上述低灵敏度像素在上述半导体基体中的上述光照射面侧，具有为了分离像素而配置的第一像素分离层，在上述光照射面侧的上述半导体基体中，上述高灵敏度像素的上述第一像素分离层之间的开口比上述低灵敏度像素的上述第一像素分离层之间的开口大。

附图说明

图1是概略地示出第一实施方式的CMOS图像传感器的框图。

图2A和图2B是取出图1的CMOS图像传感器的摄像区域中的一部分来概略地示出元件形成区域和栅的布局图像的图，以及概略地示出滤色器微透镜的布局图像的图。

图3是示出在图1中的各单位像素中、在光电二极管中所蓄积的信号电荷量较多的情况下(明亮时)适合的、低灵敏度模式下的像素的动作定时、复位动作时的半导体基体内的电势电位以及读取动作时的电势电位的一例的图。

图4是示出在图1中的各单位像素中、蓄积在光电二极管中的信号电荷量较少的情况下(暗时)适合的高灵敏度模式下的像素的动作定时、复位动作时的半导体基体内的电势电位以及读取动作时的电势电位的一例的图。

图5是示出用于说明第一实施方式的CMOS图像传感器的动态范围扩大效果的特性的一例的图。

图6是沿着图2B中的VII-VII线从箭头的方向观察的截面图。

图7是用于说明图6所示的截面结构中的摄像时的入射光的截面图。

图8是示出第一实施方式的固体摄像装置的一制造工序的截面图。

图9是示出第一实施方式的固体摄像装置的一制造工序的截面图。

图10是示出第一实施方式的固体摄像装置的一制造工序的截面图。

图11是示出第一实施方式的固体摄像装置的一制造工序的截面图。

图12是示出第一实施方式的固体摄像装置的一制造工序的截面图。

图13是示出第一实施方式的固体摄像装置的一制造工序的截面图。

图14是示出第二实施方式的固体摄像装置的截面图。

图15是示出比较例的固体摄像装置的截面图。

具体实施方式

通常来说，一实施方式的背光型固体摄像装置，在半导体基体上具备配置有多个单位像素的摄像区域，上述单位像素包括光电变换部和信号扫描电路部，在与形成有上述信号扫描电路部的上述半导体基体的表面相反侧的基体表面上形成光照射面。上述单位像素具备高灵敏度像素和低灵敏度像素，该低灵敏度像素的光灵敏度比上述高灵敏度像素低。上述高灵敏度像素和上述低灵敏度像素在上述半导体基体中的上述光照射面侧，具有为了分离像素而配置的第一像素分离层，在上述光照射面侧的上述半导体基体中，上述高灵敏度像素的上述第一像素分离层之间的开口比上述低灵敏度像素的上述第一像素分离层之间的开口大。

在此，作为实现较高的动态范围的方式，提出了采用像素开口(灵敏度)不同的两种高灵敏度像素和低灵敏度像素的方案。

但是，若在背光型固体摄像装置上形成像素开口(灵敏度)不同的高灵敏度像素和低灵敏度像素，则需要在高灵敏度像素上形成面积较大的滤色器和微透镜。因此，从高灵敏度像素入射的光进入用于分离各像素的光电二极管的扩散层中。在该扩散层进行了光电变换的载流子在扩散层自身中电场梯度较少，所以载流子流向相邻的低灵敏度像素，成为载流子的串扰。

因此，不能防止从高灵敏度像素入射的光进入用于分离各像素的光电二极管的扩散层以及低灵敏度像素中，存在发生串扰的倾向。