[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2011年9月16日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-203337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

本发明涉及固体摄像器件、固体摄像器件的制造方法和电子装置，特别地，涉及能够获得更好的像素信号的固体摄像器件、固体摄像器件的制造方法和电子装置。

背景技术

以往，诸如互补金属氧化物半导体(compl ementary metal oxide semiconductor，CMOS)和电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)等固体摄像器件被广泛应用于数码照相机和数码摄像机等。

例如，进入CMOS摄像器件的光在像素的光电二极管(PD)中被光电转换。然后，PD中生成的电荷通过传输晶体管被传输至浮动扩散部(floating diffusion，FD)并且被转换成像素信号，其中被转换的像素信号的电平对应于接收的光量。

顺便提及地，在现有CMOS摄像器件中，由于通常采用的方法以行为单位从像素中依次读取像素信号(所谓的卷帘式快门法)，所以曝光时间的差异导致图像有时会出现失真。

因此，例如日本专利申请特开第2008-103647号公报披露了这样的CMOS摄像器件：该CMOS摄像器件采用通过在像素中设置电荷保持部来同时读取所有像素的像素信号的方法(所谓的全局快门法)，从而具有所有像素同步电子快门功能。通过采用全局快门法，所有的像素具有相同的曝光时间，从而能够防止图像出现失真。

目前，当采用像素中设置有电荷保持部的结构时，像素的布局会受到限制。这可能减小开口率(aperture ratio)，从而导致了PD的灵敏度降低以及PD和电荷保持部的容量减小。另外，由于光进入到用于保持电荷的电荷保持部，可能产生光学噪声。

将参照图1说明进入电荷保持部的光。在图1中，示出了CMOS摄像器件的一个像素的剖面结构示例。

如图1所示，像素11由层叠起来的半导体12、氧化膜13、配线层14、滤色器层15和片上透镜16形成。另外，在半导体基板12中，形成有PD 17和电荷保持部18。在像素11中，形成有PD 17的区域是PD区域19，形成有电荷保持部18的区域是电荷保持区域20。另外，在配线层14中，设置有遮光膜21，遮光膜21在与PD 17对应的区域中具有开口。

在具有上述构造的像素11中，由片上透镜16汇聚并且透过滤色器层15和配线层14的光透过遮光膜21的开口，从而照射PD 17。然而，如图1中的实线白色箭头所示，当光倾斜入射时，上述光有时透过PD 17并进入电荷保持区域20。如果由于进入电荷保持区域20的光在半导体基板12的深处被光电转换而产生的电荷泄漏到用于保持电荷的电荷保持部18中，则产生了光学噪声。

另外，近年来，如日本专利申请特开第2003-31785号公报中所披露，开发出背侧照射型CMOS摄像器件。在背侧照射型CMOS摄像器件中，由于能够将像素中的配线层形成在传感器的背侧(与光入射侧相反的侧)，所以能够防止由配线层导致的入射光的渐晕(vignetting)。

在图2中，示出了背侧照射型CMOS摄像器件的一个像素的剖面结构示例。此外，在图2中，使用相同的附图标记来表示那些在图1的像素11中也能找到的组成部分，并且省略对它们的详细说明。

如图2所示，在像素11’中，光照射半导体基板12的背侧(即，面对着图2的上部的面，该背侧是与半导体基板12的设置有配线层14的正面侧相反的侧)。另外，在像素11’中，电荷保持部18形成在半导体基板的正面侧，并且具有遮光膜21的遮光层22形成在半导体基板12与滤色器层15之间。

在具有如上构造的背侧照射型CMOS摄像器件的像素11’中，能够提高PD17的灵敏度。然而，由于电荷保持部18形成在半导体基板12的正面侧，即，由于电荷保持部18相对于入射光而言形成在半导体基板12的深处区域中，所以难以防止光漏入电荷保持部18中。

也即是，如图2中的实线白色箭头所示，以某个角度透过片上透镜16的光在透过遮光膜21的开口之后有时会漏入到电荷保持部18中，其中所述开口形成在PD区域19上方。如果光漏入到用于保持电荷的电荷保持部18，就产生了光学噪声。

如上所述，在像素中设置有电荷保持部的结构中，由于PD的尺寸被制成较小，所以PD的灵敏度降低，并且由于光漏入到用于保持电荷的电荷保持部，有时会产生光学噪声。这使得难以获得良好的像素信号。