[发明专利]固体摄像器件、固体摄像器件的制造方法和电子装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2010年10月7日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-227757所公开的内容相关的主题，在此将该项日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及背面照射型固体摄像器件、该固体摄像器件的制造方法和使用该固体摄像器件的电子装置。

背景技术

在相关技术中，已经提出将CCD型固体摄像器件和CMOS型固体摄像器件作为在数码相机或摄像机中使用的固体摄像器件。在这样的固体摄像器件中，在以二维矩阵方式形成的多个像素的每一者中分别形成有受光部，并且在所述受光部中根据接收的光量生成信号电荷。此外，在所述受光部中生成的信号电荷被传输和放大，从而获得了图像信号。

相关技术的一般的固体摄像器件是表面型固体摄像器件，表面型固体摄像器件安装有在表面上具有电极或配线的基板，并且从该基板的上方进行光照射。例如，在表面型CMOS型固体摄像器件中，在硅基板内形成有像素的受光部的光电二极管(PD)，并且在硅基板上形成有多个配线层，多个配线层与硅基板之间形成有层间绝缘膜。此外，在上述配线层上方布置有滤色器和片上透镜。在表面型固体摄像器件中，光从片上透镜经过滤色器和配线层进入到受光部的光电二极管中。

然而，随着固体摄像器件的小型化，在上述表面型固体摄像器件中存在着这样的问题：在配线层多层化的同时，配线的间距减小，从而使得片上透镜与硅基板上的受光部之间的距离增大。由于配线层的多层化，倾斜入射的部分入射光被配线层遮蔽并且难以到达硅基板上的受光部，这样就产生了阴影等现象。

近年来，已经提出了从与基板上形成有配线层的一侧相反的一侧进行光照射的背面照射型固体摄像器件(参见日本专利申请公开公报特开平第6-283702号)。在所述背面照射型固体摄像器件中，由于在光照射的一侧未布置有配线层或者电路器件，所以能够实现在基板上形成的受光部的100％的有效开口率，从而入射光进入到受光部中而不会受到配线层的反射。因此，非常期望在背面照射型固体摄像器件中显著地提高敏感度并且消除阴影。

在背面照射型固体摄像器件中，为了提高作为基本性能的动态范围，提高光电二极管中的光电转换电荷的最大累积量(饱和电荷量：Qs)或者加宽光电二极管在基板的深度方向上的区域是优选的。然而，当光电二极管扩展到接近受光面时，到输出端子的距离就增大，从而难以完全传输累积在光电二极管中的电荷，这就导致了残留图像。作为一种改进方案，已经提出了配备了设置有与光电二极管相对应的读取电极(沟槽型电极)的垂直晶体管的固体摄像器件(参见日本专利申请公开公报第2004-281499号和PCT国际申请说明书日文译本特表第2007-531254号)。

图19示出了配备有相关技术的垂直晶体管的固体摄像器件的示意性截面结构。如图19所示，在基板101的深度方向上形成有两层光电二极管：PD1和PD2。垂直栅极电极103和垂直栅极电极104分别形成得在深处与光电二极管PD1和光电二极管PD2接触。垂直栅极电极103和垂直栅极电极104是这样形成的：在基板101中的以所需深度形成的沟槽部中埋入电极材料，并且在电极材料与基板101之间设置有栅极绝缘膜102。在邻近垂直栅极电极103的区域和邻近垂直栅极电极104的区域中分别形成有浮动扩散部FD2和浮动扩散部FD1。

在图19的固体摄像器件100中，通过向垂直栅极电极103和垂直栅极电极104施加所需的电压，将累积在光电二极管PD1和光电二极管PD2中的信号电荷分别传输至浮动扩散部FD1和浮动扩散部FD2。在该结构中，能够实现这样的结构：通过改变形成在基板101上的沟槽部的深度能够传输累积在形成于不同深度的光电二极管PD1和光电二极管PD2中的信号电荷。然而，难以通过一次光刻加工和蚀刻加工实现在同一基板中改变沟槽的深度的结构，从而必须多次重复形成垂直栅极电极103和垂直栅极电极104的工艺。因此，考虑到沟槽部的深度的非均匀性或者例如当形成光电二极管时离子注入的扩散中的非均匀性等加工的非均匀性，设计能够传输经过光电转换的信号电荷的像素是不现实的。

可以考虑通过采用包括贯通基板形成的垂直栅极电极的垂直晶体管来消除加工的非均匀性(参见日本专利申请公开公报特开第2008-258316号)。