[发明专利]固态摄像元件、制造方法以及电子设备

说明书

本发明提供了一种固态摄像元件、制造方法以及电子设备。该固态摄像元件包括：半导体基板，其中多个光电二极管以平面布置；分离部，其用于分离所述光电二极管，其中，所述分离部具有通过将具有高光吸收系数和高量子效率的材料填充至形成于所述半导体基板中的沟槽中而形成的光电转换部。本发明能够获取具有更好图像质量的图像。

技术领域

本发明涉及一种固态摄像元件、制造方法以及电子设备，具体地，涉及一种能够获取具有更好图像质量的图像的固态摄像元件、制造方法以及电子设备。

背景技术

在相关技术中，例如，诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器之类的固态摄像元件被用于设置有诸如数字静物相机或数码摄像机之类的摄像功能的电子设备中。固态摄像元件包括像素，其中用于进行光电转换的光电二极管(PD)和多个晶体管组合，并且图像是根据从以平面布置的多个像素中输出的像素信号构成的。

这种固态摄像元件被构造成使得像素彼此物理地分离。例如，可使用如下结构对像素进行分离：在像素之间切割出沟槽，并将绝缘膜、有机材料、金属材料等填充在沟槽中。

例如，本发明人提出了一种摄像元件，其中像素分离区域使用如下结构形成：通过干法蚀刻在像素之间切割出沟槽，在沟槽中形成固定电荷膜和绝缘膜，并且在它们上面填充遮光膜(参考日本未审查专利申请公开第2013-128036号)。

在该摄像元件中，例如，将铪(HfO₂)等用作固定电荷膜并且将金属材料(Ti、W、Ta、Al)或黑色材料(炭黑、TiO、FeO)用作遮光膜。因此，在摄像元件中，能够通过在像素分离区域中反射或吸收作为混合颜色分量的倾斜入射光来抑制颜色混合。

另外，本发明人提出了一种摄像元件，其中像素分离区域使用如下结构形成，其中，将吸收光的无机材料或包括有黑色素的光敏树脂填充在沟槽中，并且在沟槽的顶部形成金属遮光膜(W、Ti)(参考日本未审查专利申请公开第2012-175050号)。

在该摄像元件中，例如，通过采用使用无机材料的构造，能够吸收蓝色区域中的短波长的光(该光不能被使用宽带隙的无机材料的上层的遮光膜遮挡)，并且还能够降低颜色混合。此外，通过采用使用光敏树脂的构造，通过改变有机膜的组份能够有选择地吸收包括短波长在内的直到长波长的入射光，并能够降低颜色混合。

如上所述，在日本未审查专利申请公开第2013-128036号和日本未审查专利申请公开第2012-175050号中，像素分离区域是使用如下构造形成的：在像素之间填充用于反射或吸收光的绝缘膜、金属或有机材料。但是，在这种构造中，存在图像质量劣化的担忧，例如因被金属材料反射的反射光再次入射到光学系统上的影响而促成闪烁或重影。

此外，使用诸如光敏树脂之类的有机材料，例如，在实践中，为了通过将像素的像素分离设定为约1μm以表现出足够的吸收性能，需要约0.5μm以上的宽沟槽宽度，并且存在不能充分面对像素的微细化的担忧。

因此，为避免因入射光的反射而造成的负面影响或为面对像素的微细化，需要具有如下构造的像素分离区域：该构造可以避免入射到像素分离区域上的光的反射，并且能够使用更窄的宽度吸收光。因此，需要一种摄像元件，其不仅可以抑制颜色混合，还能够通过避免因入射光的反射而造成的负面影响和面对像素的微细化而获得具有更好图像质量的图像。

发明内容

本发明期望获得具有更好图像质量的图像。

根据本发明的一个实施例，提供了一种固态摄像元件，其包括：半导体基板，其中，多个光电二极管以平面布置；和分离部，其用于分离所述光电二极管，其中，所述分离部具有通过将具有高光吸收系数和高量子效率的材料填充至形成于所述半导体基板中的沟槽中而形成的光电转换部。