[发明专利]固体摄像装置及其制造方法以及电子设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请包含与2011年2月24日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-038443所公开的内容相关的主题，因此将该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

本发明涉及固体固体摄像装置及其制造方法以及电子设备。

背景技术

诸如数码摄像机或数码照相机的电子设备包含有固体摄像装置。例如，上述固体摄像装置包括电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)型图像传感器或者互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)型图像传感器。

在上述固体摄像装置中，在基板的像素区域中布置有多个像素。在各像素上布置有光电转换部。例如，上述光电转换部是光电二极管，并且上述光电转换部通过感光面接收入射光并且通过对接收的光进行光电转换来生成信号电荷。

在固体摄像装置中，在CCD型图像传感器中，在像素区域中垂直排列的多个像素列之间设置有垂直传输部。在垂直传输部中，设置有隔着栅极绝缘膜面对着垂直沟道区域的多个传输电极，并且该垂直传输部被设置成在垂直方向上传输由电荷读出部从光电转换部读取的信号电荷。

相比之下，在CMOS型图像传感器中，像素被设置为不仅包括光电转换部还包括像素晶体管。该像素晶体管被设置为读取由光电转换部生成的信号电荷，并且将读取的信号电荷输出至信号线作为电信号。

通常，在固体摄像装置中，光电转换部接收从基板的布置有电路元件或布线等的前表面侧入射的光。在“前表面照射型”的情况下，由于电路元件或布线会遮蔽入射光，所以可能难以提高灵敏度。

因此，已经提出了光电转换部接收从后表面侧入射的光的“后表面照射型”，所述后表面侧是与基板的布置有电路元件或布线等的前表面侧相反的一侧。在“后表面照射型”中，进入一个像素的入射光也可能不进入这个像素的光电二极管而进入相邻的其它像素的光电二极管。例如，当入射光以大倾角状态进入时，该入射光不是进入该入射光正下方的像素的光电二极管，而是进入其它像素的光电二极管。因而，因为上述光学现象导致信号中含有噪声，所以拍摄图像的质量可能降低。为了抑制该缺陷的发生，在多个像素之间设置了遮光膜(例如，参见日本未审查的专利申请公开公报第2010-109295号和第2010-186818号)。

此外，在固体摄像装置中，为了抑制由于半导体基板的上面设置有光电转换部的界面态而生成的暗电流，已经提出了空穴累积二极管(Hole Accumulation Diode，HAD)结构的光电转换部。在HAD结构中，由于正电荷(空穴)累积区域形成于n型电荷累积区域的感光面上，所以抑制了暗电流的产生。另外，为了在光电转换部的界面部中形成正电荷累积区域，已经提出了通过设置“具有负固定电荷的膜”作为钉扎层来进一步抑制暗电流的产生。例如，使用诸如氧化铪膜(HfO₂膜)等高介电常数膜作为“具有负固定电荷的膜”(例如，参见日本未审查的专利申请公开公报第2008-306154号等)。

此外，在固体摄像装置中，为了防止从各像素输出的信号由于电噪声而混合，设置有将多个像素电隔离的像素分离部。例如，通过向半导体基板进行离子注入杂质来设置该像素分离部。

图27是图示了在“后表面照射型”CMOS图像传感器中像素P的主要部分的横截面图。

如图27中所示，在“后表面照射型”CMOS图像传感器中，在半导体基板101内部中被像素分离部101pb分隔的部分中形成有光电二极管21。在光电二极管21中，设置有n型杂质区域101n作为电荷累积区域。光电二极管21是HAD结构，并且n型杂质区域101n形成为在半导体基板101的深度方向z上被夹在p型半导体区域101pa与101pc之间。

尽管图27中未图示，在半导体基板101的前表面(图27中的下表面)上设置有像素晶体管，并且如图27中所示，设置有覆盖着上述像素晶体管的布线层111。布线层111形成为使得布线111h被绝缘层111z覆盖。另外，在布线层111的前表面(下表面)上设置有支撑基板SS。

相反，在半导体基板101的后表面(图27中的上表面)上设置有遮光膜60、滤色器CF和微透镜ML，并且光电二极管21接收经由上述各部件进入的入射光H。