CN103811507A - 成像元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种固态图像传感器，包括：基板，其中设有光电转换元件，光电转换元件将入射光量转换成电荷量；存储单元，设置在光电转换元件的一侧，存储单元接收来自光电转换元件的电荷量；第一光屏蔽部，形成在存储单元的第一侧，且设置在电荷累积区域和光电转换元件之间；以及第二光屏蔽部，形成在存储单元的第二侧，第二侧与第一侧相对。

Description

成像元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及成像元件及其制造方法，特别是，涉及抑制杂散光影响的成像元件及其制造方法。
背景技术
因为现有技术的CMOS图像传感器通常为顺序读取像素的卷帘快门类型的传感器，图像可能因每个像素的曝光时间差而失真。为了防止这样的问题，已经提出了全局快门类型的图像传感器，其中通过在像素中形成电荷保持单元同时读取所有的像素（见日本未审查专利申请公开No.2008-103647）。在全局快门类型的图像传感器中，在所有的像素同时读到电荷保持单元后，像素被继续读取。因此，因为对于每个像素的曝光时间可为相同的，所以能防止在图像中产生失真。
发明内容
在日本未审查专利申请公开No.2008-103647中，已经提出了全局快门类型图像传感器。然而，在该全局快门类型图像传感器中，必须在像素内形成电荷保持区域。为此，像素的布置可能受到限制。如日本未审查专利申请公开No.2008-103647所述，因为电荷保持区域在像素的布置内，所以开口率可能下降。因此，这关系到光电二极管的灵敏度可能变坏或者光电二极管的容量和电荷保持区域可能减小。
此外，其中涉及到的光学噪声可能是个问题，因为光在电荷保持期间进入电荷保持区域。为了抑制光学噪声的出现，必须减小电荷保持区域的尺寸；然而，对于较小的电荷保持区域，存在电荷保持区域的饱和容量可能由于电荷保持区域的较小尺寸而变坏的可能性。
为了防止这样的灵敏度降低，日本未审查专利申请公开No.2003-31785提出了利用后表面照明型传感器的方法。通过利用后表面照明型传感器，像素内的配线层可形成在传感器的后侧，并且因此可抑制由配线层引起的入射光的虚光。然而，当电荷保持区域形成在后表面照明型传感器的像素内时，电荷保持区域形成在基板的前表面侧，相对于入射光位于基板的很深区域中。因此，可能难以防止光泄漏到电荷保持区域。
希望提供一种技术，能防止光泄漏进入电荷保持区域中且抑制由于光进入电荷保持区域而引起虚像产生。
根据本发明的至少一个实施例，提供一种固态图像传感器，该固态图像传感器包括：基板，其中设有光电转换元件，光电转换元件将入射光量转换成电荷量；存储单元，设置在光电转换元件的一侧，存储单元接收来自光电转换元件的电荷量；第一光屏蔽部，形成在存储单元的第一侧且设置在电荷累积区域和光电转换元件之间；以及第二光屏蔽部，形成在存储单元的第二侧，第二侧与第一侧相对。
根据本发明的至少一个实施例，提供一种电子设备，该电子设备包括光学单元，以及
固态成像装置，包括设置成二维矩阵的单位像素，其中每个单位像素包括：基板，其中设有光电转换元件，光电转换元件将入射光量转换成电荷量；存储单元，设置在光电转换元件的一侧，存储单元接收来自光电转换元件的电荷量；第一光屏蔽部，形成在存储单元的第一侧且设置在电荷累积区域和光电转换元件之间；以及第二光屏蔽部，形成在存储单元的第二侧，第二侧与第一侧相对。
根据本发明的至少一个实施例，提供一种制造固态图像传感器的方法，该方法包括如下步骤：将多个隔离区域注入基板中，将杂质注入该多个隔离区域中以形成一个或多个光电二极管、一个或多个存储单元以及一个或多个转移栅极，在基板其中要形成光屏蔽部的部分中形成一个或多个沟槽，将光屏蔽材料埋设在该一个或多个沟槽中，并且
其中第一光屏蔽部形成在存储单元的第一侧且设置在电荷累积区域和光电二极管之间，并且其中第二光屏蔽部形成在存储单元的第二侧，使第二侧与第一侧相对。
根据本发明的实施例，能防止光泄漏进入电荷保持区域且抑制虚像的产生。
附图说明
图1是示出图像传感器构造的示意图；
图2是示出单位像素构造的截面图；
图3是示出单位像素的截面图；
图4是示出单位像素的截面图；
图5是示出单位像素构造的示意图；
图6是示出单位像素的电路示意图；
图7是示出制造工艺的示意图；
图8是示出制造工艺的示意图；
图9是示出制造工艺的示意图；
图10是示出单位像素构造的示意图；
图11A和11B是示出单位像素的截面图；
图12A和12B是示出单位像素的截面图；
图13A至13C是示出单位像素的侧视图；
图14是示出单位像素构造的示意图；
图15是示出单位像素构造的示意图；
图16是示出单位像素构造的示意图；
图17是示出单位像素构造的示意图；
图18是示出单位像素构造的示意图；
图19是示出单位像素的截面图；
图20是示出单位像素构造的示意图；
图21A和21B是示出单位像素的截面图；以及
图22是示出应用本发明的电子设备构造示例的模块图。
具体实施方式
在下文对实施本发明的方式（在下文，称为实施例）进行描述。
描述将以下列顺序进行。
1.固态成像元件的构造
2.单位像素的构造
3.单位像素的第1-1实施例
4.单位像素的第1-2实施例
5.单位像素的上表面的构造
6.制造工艺
7.单位像素的第二实施例
8.单位像素的第三实施例
9.单位像素的第四实施例
10.单位像素的第五实施例
11.单位像素的第六实施例
12.单位像素的第七实施例
13.电子设备
固态成像元件的构造
图1是示出应用本发明的作为固态成像元件的CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器的构造示例的模块图。CMOS图像传感器30包括像素阵列单元41、垂直驱动单元42、列处理单元43、水平驱动单元44和系统控制单元45。像素阵列单元41、垂直驱动单元42、列处理单元43、水平驱动单元44和系统控制单元45形成在半导体基板（未示出）上。
在像素阵列单元41中，单位像素设置成二维矩阵形式，单位像素包括以产生对应于入射光量的光电荷的电荷量且在其中累积光电荷的电荷量的光电转换元件。在下文，对应于入射光量的光电荷的电荷量简称为"电荷"。
在像素阵列单元41中，在矩阵形式的像素排列中，在附图的左右方向（像素行中像素的排列方向）上为每个行形成像素驱动线46，并且在附图的上下方向（像素列中像素的排列方向）上为每个列形成垂直信号线47。像素驱动线46的一端连接到对应于垂直驱动单元42的每个行的输出端。
CMOS图像传感器30还包括信号处理单元48和数据存储单元49。信号处理单元48和数据存储单元49可构造为外部信号处理单元，例如DSP（数字信号处理器），提供在与CMOS图像传感器30分开的基板中，或者构造为软件，或者当然可以与CMOS图像传感器30安装在同一基板上。
垂直驱动单元42是像素驱动单元，其包括移位寄存器或者地址解码器且驱动像素阵列单元41的每个像素，从而像素全部同时被驱动或者在行等单元中被驱动。尽管没有示出具体的构造，但是垂直驱动单元42构造为包括读出扫描系统和冲洗扫描系统或者集合冲洗系统和集合传输系统。
读出扫描系统以行为单位选择性地顺序扫描像素阵列单元41的单位像素以从单位像素读出信号。在行驱动（卷帘快门操作）的情况下，在受到读出扫描系统的读出扫描的读出行中，冲洗扫描（flushing scanning）比读出扫描执行得早于快门速度的时间。在全局曝光（全局快门操作）的情况下，集合冲洗比集合传输执行得早于快门速度的时间。
通过冲洗，不必要的电荷从读出行中的单位像素的光电转换元件中冲洗掉（复位）。通过冲洗（复位）不必要的电荷执行所谓的电子快门操作。本文中，电子快门操作是指去掉光电转换元件的光电荷且开始新的曝光（开始光电荷累积）的操作。
通过读出扫描系统读出操作读取的信号对应于此前读出操作或者电子快门操作后的入射光量。在行驱动的情况下，从此前读出操作的读出时间或者电子快门操作的冲洗时间到当前读出操作的读出时间的周期是单位像素中的光电荷累积周期（曝光周期）。在全局曝光的情况下，累积周期，也称为曝光周期，包括从集合冲洗到集合的时间周期。
从垂直驱动单元42选择性扫描的像素行的每个单位像素输出的像素信号通过垂直信号线47中的每一个提供到列处理单元43。列处理单元43对于像素阵列单元41的每个像素行通过垂直信号线47在从选择行中的每个单位像素输出的像素信号上执行预定的信号处理且临时保持经过信号处理的像素信号。
具体而言，作为信号处理，列处理单元43至少执行噪声去除处理，例如，CDS（相关双采样）处理。像素独有的固定模式噪声，例如复位噪声或者由于放大晶体管的阈值变化引起的噪声，由列处理单元43通过相关双采样处理去除。此外，除了噪声去除处理外，列处理单元43例如可具有AD（模拟-数字）转换功能以作为数字信号输出信号电平。
水平驱动单元44包括移位寄存器和/或地址解码器，并且顺序选择对应于列处理单元43的像素列的单元电路。当水平驱动单元44执行选择性扫描时，经过列处理单元43信号处理的像素信号顺序输出到信号处理单元48。
系统控制单元45包括产生各种定时信号的定时信号发生器，该系统控制单元45根据定时信号发生器产生的各种定时信号对垂直驱动单元42、列处理单元43和水平驱动单元44等执行驱动控制。
信号处理单元48至少包括附加处理功能，并且执行各种信号处理，例如对从列处理单元43输出的像素信号的附加处理。在信号处理单元48执行信号处理时，数据存储单元49临时存储信号处理中的必要数据。
单位像素的构造
接下来，将描述在图1的像素阵列单元41中的设置成矩阵形式的单位像素50的构造。在下文描述的单位像素50中，提供光屏蔽膜以防止例如来自后表面的光的影响或者来自光电二极管的光的影响。这里，将参考图2对来自后表面等光的影响进行描述。将参考图3及后面的附图对为了减小来自后表面的光的影响而实现的构造进行描述。
图2示出了从单位像素50的侧表面看的透视图。在下文的描述中，单位像素50在附图上侧的表面称为上表面，并且单位像素50在下侧的表面称为下基板或者后表面。单位像素50例如包括光电二极管71作为光电转换元件。光电二极管71例如为埋设的光电二极管，其通过在p型阱层中形成p型层且埋设n型埋设层而形成，p型阱层形成在基板的前表面侧的n型基板上。
累积电极73-1形成在单位像素50的上表面上，并且电荷累积单元72-1形成在累积电极73-1的下侧。在电荷累积单元72的下侧以及在光电二极管71的侧表面，光屏蔽膜74-1和74-2由后表面形成。绝缘膜形成在光屏蔽膜74-1和74-2的每一个周边中。
图2所示的单位像素50是后表面照明型传感器。将描述后表面照明型。通常，因为CMOS图像传感器是顺序读取像素的卷帘快门型传感器，所以图像可能因曝光时间差而失真。作为对该问题的补救，已经提出了全局快门类型，其中所有的像素通过在像素中形成电荷保持单元而同时读取。根据全局快门类型，在所有的像素被同时读取到电荷保持单元后，像素可顺序读出。因此，因为对于每个像素而言曝光时间可为共同的，所以能抑制出现在图像中的失真。
然而，因为必须在像素内形成电荷保持区域，所以像素的布置可能受限，并且因此开口率可能下降。另外，担心光电二极管的灵敏度可能变坏，或者光电二极管和电荷保持区域的容量可能变坏。此外，担心光学噪声可能是个问题，因为在电荷保持期间光进入电荷保持区域。为了抑制光学噪声的发生，必须减小电荷保持区域的尺寸，然而，随着电荷保持区域的变小，担心电荷保持区域的饱和容量可能因电荷保持区域的较小尺寸而变坏。
作为克服灵敏度降低的补救，可采用后表面照明型传感器。通过采用后表面照明型传感器，像素内的配线层可形成在传感器的后侧上，并且因此可抑制配线层引起的入射光变虚。然而，当电荷保持区域形成在后表面照明型传感器的像素内时，电荷保持区域形成为在基板前表面侧的电荷累积单元72，并且相对于入射光形成在基板的深区域中，如图2所示。因此，可能难以防止光泄漏进入电荷累积单元72。
在这样的传感器中，当光电二极管71（光电转换单元）和电荷累积单元72（累积单元）形成在同一基板上时，存在光可从光电二极管71泄漏进入电荷累积单元72中的可能性。在发生这样的情形时，存在可能出现虚像导致图像失真的可能性。
为了防止这样的情形，如图2所述和所示，基板在光电二极管71和电荷累积单元72之间的部分被开槽，并且光屏蔽材料埋设在沟槽部分中。沟槽部分和埋设在沟槽部分中的光屏蔽材料在图2中由光屏蔽膜74-1和74-2表示。
然而，如图2所示，即使在基板的一部分被开槽且朝向电荷累积单元72的光被屏蔽的构造中，也存在朝向电荷累积单元72的光可能没有被充分屏蔽以防止光进入电荷累积单元72的可能性，并且因此可能出现图像失真。
单位像素的第1-1实施例
从而，如图3所示，从光入射表面开槽部分的深度足够深，使得电荷累积单元72被完全覆盖。与图2所示的单位像素50一样，图3所示的单位像素100包括光电二极管101、电荷累积单元102-1和102-2以及累积电极103-1和103-2。光电二极管101、电荷累积单元102和累积电极103与图2所示单位像素50的光电二极管71、电荷累积单元72和累积电极73设置在相同的位置。
在图3所示的单位像素100中，首先，光屏蔽膜104-1和104-2形成在图中光电二极管101的左侧。光屏蔽膜104-1夹在绝缘膜之间。同样，光屏蔽膜104-2夹在绝缘膜中。此外，光屏蔽膜104-3和104-4形成在图中光电二极管101的右侧。光屏蔽膜104-3和104-4的每一个夹在绝缘膜中。
在下面的描述中，在不必彼此区分光屏蔽膜104-1至104-4时，光屏蔽膜104-1至104-4简称为光屏蔽膜104。其它部分的描述将类似地进行。
光屏蔽膜104形成为从单位像素100的上表面穿透到下表面。如图3所示，电荷累积单元102设置在光屏蔽膜104之间。换言之，光屏蔽膜104形成在光电二极管101和电荷累积单元102之间。从而，能防止光从光电二极管101泄漏到电荷累积单元102。
在图3所示的单位像素100中，还形成光屏蔽膜105-1和105-2。光屏蔽膜105形成在单位像素100的后表面上。光屏蔽膜105的尺寸设定为与两个光屏蔽膜104之间间隙的尺寸基本上相同。光屏蔽膜105-1形成在光屏蔽膜104-1和104-2之间，并且光屏蔽膜105-2形成在光屏蔽膜104-3和104-4之间。
光屏蔽膜105形成在电荷累积单元102的下侧，以与光屏蔽膜104一起围绕电荷累积单元102。实现了电荷累积单元102由光屏蔽膜104和光屏蔽膜105围绕成U状的构造。换言之，光屏蔽膜105形成为光屏蔽膜104之间的盖板
因此，通过形成光屏蔽膜105，能够防止来自单位像素100后表面的光进入电荷累积单元102。
因为形成光屏蔽膜104和105的工艺数可很少，所以光屏蔽膜104和105可相对容易地形成。例如，光屏蔽膜104可这样形成，将基板从上表面向下开槽或从下表面（向上开槽基板）以穿透基板，并且用光屏蔽材料填充沟槽部分。然后，通过在下表面上形成光屏蔽膜105，能形成U状的光屏蔽膜，如图3所示。
因此，通过形成光屏蔽膜104和105，能减少暗电流的发生而防止杂散光进入电荷累积单元102中。此外，因为形成光屏蔽膜104和105的工艺数可很少，所以防止自身工艺变得复杂。
单位像素的第1-2实施例
接下来，将参考图4描述单位像素的另一种构造。因为图4所示的单位像素150的电极设置等与图3所示的单位像素100相同，所以将以与图3所示的单位像素100进行比较的方式适当地继续进行描述。
与图3所示的单位像素100一样，图4所示的单位像素150包括光电二极管151、电荷累积单元152-1和152-2以及累积电极153-1和153-2。光电二极管151、电荷累积单元152以及累积电极153与图3所示的单位像素100的光电二极管101、电荷累积单元102以及累积电极103形成在各自相同的位置。
在图4所示的单位像素150中，首先，光屏蔽膜154-1和154-2形成在图中光电二极管151的左侧。光屏蔽膜154-1和154-2的每一个均夹在绝缘膜中。此外，光屏蔽膜154-3和154-4形成在图中光电二极管151的右侧。光屏蔽膜154-3和154-4的每一个均夹在绝缘膜中。
图3所示的单位像素100的光屏蔽膜104形成为从上表面穿透到下表面。图4所示的单位像素150的光屏蔽膜154的相同之处在于光屏蔽膜154由上表面和下表面形成。然而，光屏蔽膜154的不同之处在于光屏蔽膜154形成为使它们基本上穿透基板的中间；就是说，基板的一部分没有被光屏蔽膜154穿透。以另一种方式说，光屏蔽膜154从上表面形成在下表面方向上，并且设置至通过基板的中间。为了补足基板未穿透的部分，光屏蔽膜156-1和156-2形成在单位像素150中。
光屏蔽膜156是从下表面形成在上表面方向上的光屏蔽膜，并且设置至通过基板的中间，以交替设置在一个或多个光屏蔽膜154之间。光屏蔽膜156还形成为使其周边由绝缘膜覆盖。此外，光屏蔽膜155形成在光屏蔽膜156的下表面上。
通过在光电二极管151和电荷累积单元152之间形成光屏蔽膜154，能防止光从光电二极管151泄漏到电荷累积单元152。此外，因为光屏蔽膜155和154形成在电荷累积单元152的下侧，所以能防止来自单位像素后表面的杂散光进入电荷累积单元152。
光屏蔽膜154和156设置为具有其中光屏蔽膜的部分彼此重叠的位置关系（重叠位置关系）。因此，即使在光屏蔽膜154和156仅形成至基板的中间部分时，也不存在其中光屏蔽膜实际上不连续的部分。以另一种方式说，光屏蔽膜154和156可形成为使它们是连续的；就是说，光屏蔽膜154和156之间的间隙被最小化。与光屏蔽膜连续形成的情况一样，能防止杂散光进入电荷累积单元152。
因为形成光屏蔽膜154至156的工艺数可为很少，所以如下文描述的制造工艺的说明而明显可知，光屏蔽膜154至156可相对容易形成。
因此，通过形成光屏蔽膜154和155，能减少暗电流的发生而防止杂散光进入电荷累积单元152中。此外，因为形成光屏蔽膜154和155的工艺数不很多，所以防止自身工艺变得复杂。
单位像素的上表面的构造
图3所示的单位像素100和图4所示的单位像素150在形成光屏蔽膜的方法上彼此不同，但是具有相同的构造。当从上表面看时，单位像素100和150具有图5所示的构造。这里，采用单位像素150作为示例进行描述。
图5是示出从上表面（是光接收表面的相对表面）看时图4所示的单位像素150的构造的示意图。图6是示出图5所示单位像素150的电路图。图5和6所示的构造是2像素共享构造。这里，基于设置在光电二极管151右侧的光电二极管151和光电二极管161共用复位栅极等的假设继续描述。
单位像素150包括中间部分中的光电二极管151。然而，因为从上表面看时呈现P区域，所以不能直接看到光电二极管151。然而，在图5中，给出的附图标记示出了与其它部分的位置关系。存储单元（MEM）153-1设置在图中光电二极管151的左侧。存储单元153-1对应于图4中的累积电极153-1。
浮置栅极（Floating Gate,FG）171、浮置扩散区域（FD）172和复位栅极（RST）173在存储单元153-1的下侧设置成排。基于复位栅极173由光电二极管151和161共享的假设继续描述。
转移栅极（Transfer Gate,TG）174设置在光电二极管151的部分中。配线175设置的方式为将转移栅极174连接到存储单元153-1。用于光电二极管161的设置在光电二极管151的右侧的存储单元153-2、浮置栅极181和浮置扩散区域182形成在光电二极管151的右侧。放大晶体管（AMP：放大器）176形成在浮置扩散区域182的下侧。当由多个光电二极管共享时，放大晶体管176由光电二极管151和161共享。
当驱动信号施加到栅极电极时，具有上述构造的单位像素150的转移栅极174将由光电二极管151光电转换且累积在光电二极管151中的电荷通过配线175转移到存储单元153-1。同样，当驱动信号施加到栅极电极时，转移栅极183将由光电二极管161光电转换且累积在光电二极管161中的电荷通过配线184转移到存储单元153-2。
存储单元153-1由光屏蔽膜154-1和154-2与光屏蔽。如图5所示，光屏蔽膜154-1和154-2形成为围绕存储单元153-1。因此，存储单元153-1由光屏蔽膜154与光屏蔽。如图5所示，光屏蔽膜154夹在绝缘膜中。
因此，因为光屏蔽膜154-2形成在光电二极管151和存储单元153-1之间，所以来自光电二极管151的电荷通过配线175转移。如下文详细描述，配线175可不通过省略绝缘膜的部分以及光屏蔽膜154且在省略部分中形成转移栅极而形成。
当驱动信号施加到浮置栅极171的栅极电极时，单位像素150的浮置栅极171将存储单元153-1中累积的电荷转移到浮置扩散区域172。浮置扩散区域172是由n型层形成的电荷电压转换单元，并且在浮置栅极171控制下将从存储单元153-1转移的电荷转换成电压。
单位像素150还包括由光电二极管161共享的复位栅极173和放大晶体管176。复位栅极173连接在电源和浮置扩散区域172之间，并且因此在驱动信号施加到栅极电极时，复位浮置扩散区域172和浮置扩散区域182。
放大晶体管176的漏极电极和栅极电极分别连接到电源和浮置扩散区域172，并且放大晶体管176读出浮置扩散区域172的电压。尽管图中没有示出，但是单位像素150还包括选择晶体管。例如，选择晶体管的漏极电极和源极电极分别连接到放大晶体管176的源极电极和垂直信号线47（图1），并且当驱动信号施加到栅极电极时，选择晶体管选择从其读出像素信号的单位像素150。选择晶体管可构造为连接在电源和放大晶体管176的漏极电极之间。
因此，具有上述构造的CMOS图像传感器30（图1）通过同时开始所有像素的曝光、终止所有像素的同时曝光及转移光电二极管151中累积的电荷到与光屏蔽的存储单元153而实现全局快门操作（全局曝光）。通过全局快门操作，在所有像素的一致的曝光周期期间可捕获没有失真的图像。
制造工艺
制造图4至6所示单位像素的工艺将参考图7至9进行描述。参考图7至9描述的制造工艺是在如图4所示光屏蔽膜154形成在从单位像素150的上表面开槽的部分中且光屏蔽膜155形成在从单位像素150的下表面开槽的部分中时的制造工艺的示例。
在图7所示的步骤S1中，用作P型隔离区域的杂质注入到Si基板。在步骤S2中，N型杂质注入到用作光电二极管151、存储单元153和转移栅极174的区域。在步骤S3中，光屏蔽膜154通过从单位像素150的上表面开槽单位像素150而开始形成。
就是说，在步骤S3中，表面DTI工艺通过在其中形成光屏蔽膜154的部分中形成沟槽而实现。这里，DTI是深沟槽隔离（Deep Trench Isolation）的缩写，并且从基板的上表面的DTI相应地称为FDTI，这是前侧深沟槽隔离（Front side Deep Trench Isolation）的缩写。此外，从基板的下表面（光接收表面）侧的DTI相应地称为BDTI，这是后侧深沟槽隔离（Backside DeepTrench Isolation）的缩写。
在步骤S3中，Si基板通过采用光刻法图案化Si基板且采用干蚀刻法处理Si基板以形成FDTI（光屏蔽膜154）而开槽。然后，在步骤S4中形成绝缘膜，并且在步骤S5中埋设用作光屏蔽材料的金属材料。在步骤S6中，为了形成光屏蔽膜154埋设金属材料的Si前表面的多余部分通过回蚀刻（EB）法去除。其后，在900℃或更高温度执行退火以减少来自开槽部分的暗电流。
在步骤S7（图8）中，SiN（氮化硅膜）形成为防止金属材料扩散。在步骤S8中，去除多余的绝缘膜。在步骤S9至步骤S11中，多晶硅电极形成部分的SiN/SiO2通过光刻法和蚀刻法去除以形成多晶Si栅极（多晶硅栅极），然后形成/处理栅极绝缘膜和多晶硅，并且因此形成栅极电极。
在步骤S12和步骤S13（图9）中，形成上层配线（形成BELO（Back EndOf Line）），支撑基底连接到上层配线，翻转晶片，原来基板的后表面变为前侧，抛光多余的硅，并且因此产生薄至约5um的基板。
在步骤S14和步骤S15中，采用光刻法执行图案化，并且采用干蚀刻法去除多余的硅以从单位像素150的下表面形成光屏蔽膜155（BDTI）。然后，形成绝缘膜，与FDTI一样，在该部分中形成金属材料，并且多余的绝缘膜通过EB法去除。
以其形成光屏蔽膜155的宽度可形成在大于两个光屏蔽膜154之间间隙的间隙处，如图9的步骤S14和步骤S15所示。例如，光屏蔽膜155-1形成在光屏蔽膜154-1和154-2之间。光屏蔽膜155-1的宽度形成为大于光屏蔽膜154-1和154-2之间间隙的宽度。
因此，通过使BDTI的宽度大于两个FDTI之间的间隙可改善光屏蔽性，换言之，在水平方向上重叠BDTI的宽度在FDTI上。
作为选择，如图9的步骤S14'和步骤S15'所示，BDTI的宽度可构造为不在水平方向上重叠在FDTI上。图9的步骤S14'和步骤S15'所示的BDTI的宽度形成为使其间隙窄于两个FDTI之间的间隙。例如，光屏蔽膜155-1形成在光屏蔽膜154-1和154-2之间。光屏蔽膜155-1的宽度形成为窄于光屏蔽膜154-1和154-2之间间隙的宽度。
因此，即使在BDTI以这样方式形成时，光屏蔽膜也形成为使BDTI在垂直方向上与FDTI重叠，并且因此光屏蔽性能没有变坏。此外，在垂直方向上加大重叠部分时，可改善光屏蔽性能。
尽管图中没有示出，但是光屏蔽性可通过直接连接BDTI到FDTI而得到改善。就是说，如图3所示，BDTI和FDTI可连续形成且可形成为在基板中的直线光屏蔽膜104。这样的光屏蔽膜104可形成为穿透基板，例如，当在步骤S3至步骤S6中形成FDTI（光屏蔽膜104）时。此外，图9的步骤S14和步骤S15的工艺可省略。从而，能够减少工艺数。
单位像素的第二实施例
在第一实施例中，已经描述了其中转移栅极174和存储单元153-1通过配线175彼此连接的示例。然而，在第二实施例中，示出了其中省略配线175的构造。图10是示出当单位像素从上表面（光接收表面的相对表面）看时根据第二实施例的单位像素构造的示意图。
图10所示单位像素200的构造与图5所示单位像素150的构造基本上相同。就是说，单位像素200包括光电二极管201、转移栅极202-1、存储单元203-1、浮置栅极204-1、浮置扩散区域205-1、复位栅极206和放大晶体管207。
图10所示的单位像素200也是2像素共享型单位像素。复位栅极206和放大晶体管207由光电二极管201和211共享。图10所示的单位像素200将与图5所示的单位像素150进行比较。
与图5所示的单位像素150一样，在图10所示的单位像素200中，存储单元203-1、浮置栅极204-1、浮置扩散区域205-1和复位栅极206设置在光屏蔽膜241-1和241-2之间。同样，存储单元203-2、浮置栅极204-2、浮置扩散区域205-2和放大晶体管207设置在光屏蔽膜241-3和241-4之间。
光屏蔽膜241-2的一部分朝着光电二极管201打开，并且转移栅极202-1形成在开口部分中。当光屏蔽膜241-2的一部分形成为打开时，例如由光屏蔽膜241-2打开的部分示出，转移栅极202-1可构造为从光电二极管201转移电荷到存储单元203-1而不通过配线。
同样，在另一个单位像素中，例如，单位像素210，光屏蔽膜241-4的一部分朝着光电二极管211打开，并且转移栅极202-2形成在开口部分中。因此，光屏蔽膜的一部分可被打开，并且转移栅极可形成在开口部分中。
因此，当电荷构造为从光电二极管201转移到存储单元203-1而不采用配线时，电荷可在硅基板上转移且几乎不发生噪声。因此，能够减少噪声的影响。
图11A和11B是示出图10所示单位像素200的截面图。图11A是当图10所示的单位像素200沿着线XIA–XIA剖取的从侧表面看时的示意图。图11B是当图10所示的单位像素200沿着线XIB–XIB剖取的从侧表面看的示意图。
因为图11A所示的侧视图示出了其中设置转移栅极202-1的部分，所以光屏蔽膜241-2从单位像素200的下表面向上形成，但是构造为不形成至上表面，而是形成至中间部分。以另一种方式说，光屏蔽膜241-2形成为使其从单位像素200的下表面向上延伸至基板宽度的大致一半和/或基板的中点位置。关于光屏蔽膜241-2，光屏蔽膜241-1形成为从单位像素200的下表面穿透到上表面。因此，在其中形成转移栅极202的部分中的光屏蔽膜241形成至基板的中间部分，而其它的光屏蔽膜241形成为穿透基板。
因为图11B所示的侧视图示出了其中不设置转移栅极202的部分，所以光屏蔽膜241形成为从基板的下表面穿透到上表面。光屏蔽膜241例如与参考图3描述的光屏蔽膜104相同。
如图11A和11B所示，光屏蔽膜251-1形成在基板的下表面上的两个光屏蔽膜241之间，例如，在光屏蔽膜241-1和241-2之间。光屏蔽膜251与图3所示的光屏蔽膜105相同，并且形成为减少来自后表面侧的不必要的光和/或杂散光的影响。
图12A和12B是示出其它光屏蔽膜241构造的示意图。图12A是示出其中设置转移栅极202-1的部分的侧视图，与图11A一样。图12A所示的单位像素200的光屏蔽膜241-1构造为从单位像素200的上表面在下表面方向上形成至基板的中间部分。关于光屏蔽膜241-1，光屏蔽膜241-2构造为不形成。因此，其中形成转移栅极202的部分中没有形成光屏蔽膜241，而其它的光屏蔽膜241形成至基板的中间部分。
因为图12B所示的侧视图示出了其中不设置转移栅极202的部分，所以光屏蔽膜241从基板的上表面在下表面方向上形成至基板的中间部分。光屏蔽膜241例如与参考图4描述的光屏蔽膜154相同。
如图12A和12B所示，光屏蔽膜261从单位像素200的下表面在上表面方向上形成。因此，与参考图4描述的情况一样，从基板的上表面定向到下表面的两个光屏蔽膜241以及形成在两个光屏蔽膜241之间的光屏蔽膜261从基板的下表面形成至上表面。其中设置转移栅极202的部分中的光屏蔽膜241构造为不形成。
如图11A和11B或者12A和12B所示，形成光屏蔽膜。在任何一种情况下，构造实现为防止杂散光进入存储单元203中。
图13A至13C是示出图10所示单位像素200的侧视图以及当从与图11A至图12B不同位置看时的侧视图。图13A是当图10所示的单位像素200沿着线XIIIA–XIIIA剖取的从侧表面看时的示意图。图13B是当图10所示单位像素200沿着线XIIIB–XIIIB剖取的从侧表面看时的示意图。图13C是当图10所示的单位像素200沿着线XIIIC–XIIIC剖取的从侧表面看时的示意图。
如图13A所示，形成在光电二极管201和其中形成存储单元203-2等的部分之间的光屏蔽膜241-3从基板的上表面在下表面方向上形成至中间部分。光屏蔽膜241-3通过从基板的前表面执行开槽且用光屏蔽材料填充沟槽部分而形成。此外，绝缘膜形成在光屏蔽膜241-3和基板之间。
如图13B所示，在其中形成存储单元203-2等的部分以及光屏蔽膜241-3和241-4之间的部分中，光屏蔽膜261-2从基板的下表面在上表面方向上形成至中间部分。光屏蔽膜261-2通过从基板的后表面执行开槽且用光屏蔽材料填充开槽部分而形成。此外，绝缘膜形成在光屏蔽膜261-2和基板之间。
如图13C所示，在光电二极管211和其中形成存储单元203-2等的部分之间形成的光屏蔽膜241-4中，存在从基板的上表面形成至中间部分的部分以及没有形成的部分。光屏蔽膜241-4不形成在其中设置转移栅极202-2或转移栅极202-3（图10中未示出）的部分中。另一方面，光屏蔽膜241-4形成在其中不设置转移栅极202的部分中。光屏蔽膜241-4通过执行从基板的前表面开槽且用光屏蔽材料填充开槽部分而形成。此外，绝缘膜形成在光屏蔽膜241-4和基板之间。
光屏蔽膜271-1形成在转移栅极202-2的下侧，换言之，在其中不存在光屏蔽膜241-4的部分中。同样，光屏蔽膜271-2形成在转移栅极202-3的下侧。与图12B所示的光屏蔽膜261一样，光屏蔽膜271通过执行从基板的后表面开槽且用光屏蔽材料填充开槽部分而形成。
因此，可实现这样的构造，其中没有光屏蔽膜形成在其中形成转移栅极的部分中，并且转移栅极和光电二极管可传输且接收电荷而不通过配线。即使在该构造中，也能减少杂散光对存储单元203的影响。与其中采用配线的情况相比，能抑制从硅基板和配线连接的部分产生暗电流，并且因此获得具有很少噪声的图像。
单位像素的第三实施例
图14示出了单位像素的另一种构造。图14是示出当根据第三实施例的单位像素从上表面（与光接收表面相对的表面）看时单位像素构造的示意图。图14所示的单位像素300的构造与图10所示的单位像素200的构造基本上相同。就是说，单位像素300包括光电二极管301、转移栅极302-1、存储单元303-1、浮置栅极304-1、浮置扩散区域305-1、复位栅极306和放大晶体管307。
图14所示的单位像素300也是2像素共享型单位像素。复位栅极306和放大晶体管307由光电二极管301和311共享。图14所示的单位像素300将与图10所示的单位像素200进行比较。
图14所示的单位像素300的复位栅极306和放大晶体管307的位置与图10所示的单位像素200的复位栅极206和放大晶体管207的位置不同。回过来参见图10，图10所示的单位像素200的复位栅极206构造为存在于光屏蔽膜241-1和241-2之间，并且放大晶体管207构造为存在于光屏蔽膜241-3和241-4。
另一方面，图14所示的单位像素300的复位栅极306和放大晶体管307不形成在光屏蔽膜之间，而是在与存储单元303等的位置不同的位置。存储单元303等设置在图中光电二极管301的右侧或左侧，并且形成在插设于两个光屏蔽膜341之间的光屏蔽区域内。复位栅极306设置在图中光电二极管301的上侧，并且放大晶体管307设置在图中光电二极管301的下侧。就是说，复位栅极306和放大晶体管307设置在光屏蔽区域的外面。
复位栅极306或放大晶体管307导通片刻，并且在导通前即刻放电由入射光光电转换且累积的电荷。因此，即使在复位栅极306或放大晶体管307设置在光屏蔽区域外时，对其它部分的影响也很小。
此外，通过在光屏蔽区域的外面形成复位栅极306或放大晶体管307且加大形成在光屏蔽区域内的存储单元303的尺寸，能增加可累积的电荷量。
单位像素的第四实施例
图15示出了单位像素的再一个构造。图15是示出当根据第四实施例的单位像素从上表面（与光接收表面相对的表面）看时单位像素构造的示意图。就是说，图15所示的单位像素400包括光电二极管401、转移栅极402-1、存储单元403-1、浮置栅极404-1、浮置扩散区域405-1、复位栅极406和放大晶体管407。
图15所示的单位像素400也是2像素共享型单位像素。复位栅极406和放大晶体管407由光电二极管401和411共享。图15所示的单位像素400的各单元的设置与图14所示的单位像素300基本上相同。
图15所示的单位像素400的复位栅极406形成在光电二极管401的下侧，并且放大晶体管407形成在光电二极管401的上侧。在图15所示的单位像素400中，复位栅极406和放大晶体管407也形成在光屏蔽区域中。就是说，复位栅极406形成在插设于光屏蔽膜441-1和441-2之间的光屏蔽区域内，并且放大晶体管407形成在插设于光屏蔽膜441-2和441-3之间的光屏蔽区域中。
光屏蔽膜441形成为围绕光电二极管401。在上述实施例中，已经描述了其中光屏蔽膜形成在光电二极管四侧当中的两侧上的示例。例如，光屏蔽膜341-2形成在图14所示的单位像素300的光电二极管301的左侧，并且光屏蔽膜341-3形成在光电二极管301的右侧。然而，光屏蔽膜不形成在光电二极管301的上侧和下侧。
另一方面，图15所示的光屏蔽膜形成为围绕光电二极管。例如，光屏蔽膜441-1形成为围绕光电二极管401。同样，设置在光电二极管401下侧的光电二极管412由光屏蔽膜441-2围绕，并且设置在光电二极管401上侧的光电二极管413由光屏蔽膜441-3围绕。
同样，设置在光电二极管401左侧的光电二极管414由光屏蔽膜441-4围绕，并且设置在光电二极管401右侧的光电二极管415由光屏蔽膜441-5围绕。
因此，因为每个光电二极管由光屏蔽膜围绕，所以，例如，存储单元403形成在光屏蔽膜441-1和441-4之间，并且因此形成在由两个光屏蔽膜使之与光屏蔽的区域内。从而，因为可防止杂散光进入存储单元403中，所以可防止虚像和/或失真。
通过利用用光屏蔽膜围绕每个光电二极管（每个像素）的矩形形状，能够防止光在像素之间泄漏。就是说，可防止像素之间的颜色混合。
图16是当单位像素400从下表面（光接收表面）看时示出单位像素构造的示意图。如图16所示，每个光电二极管由光屏蔽膜围绕。光屏蔽膜甚至形成在插设于两个光电二极管之间的区域中，换言之，形成在插设于两个光屏蔽膜之间的区域中。
例如，光屏蔽膜461-2形成在光屏蔽膜441-1和441-2之间，并且光屏蔽膜461-1形成在光屏蔽膜441-1和441-3之间。在图16中，光屏蔽膜462-1和462-2还形成在垂直方向上。因此，光屏蔽膜461和462以十字交叉形式形成在后表面上。
因此，后表面除了光电二极管外的部分覆盖有光屏蔽膜。从而，实现了使杂散光不进入光电二极管和存储单元403的构造。
具有上述构造的单位像素400的侧视图构造为例如如图11B所示。当图15所示的单位像素400沿着线XIB–XIB剖取且从侧表面看时，形成如图11B所示的光屏蔽膜。光屏蔽膜可形成为如图3所示。
因此，通过形成围绕光电二极管401的光屏蔽膜441-1，能防止光进入存储单元403中，并且防止光在像素之间泄漏。从而，能防止由于光侵入存储单元403而出现虚影且防止像素之间的颜色混合。
单位像素的第五实施例
图17示出了单位像素的另一种构造。图17是示出单位像素构造的示意图，其中从上表面（与光接收表面相对的表面）看根据第五实施例的单位像素。图17所示的单位像素500包括光电二极管501、转移栅极502、存储单元503、浮置栅极504、浮置扩散区域505、复位栅极506和放大晶体管507。
图17所示的构造是其中FD区域（浮置扩散区域）由四个像素共享的构造。在图17所示的构造中，浮置扩散区域505由光电二极管501、511、521和531的四个像素共享。在图17所示的每个单位像素中，光电二极管由光屏蔽膜围绕，这与图15所示的单位像素400一样。然而，光屏蔽膜的一部分形成为打开，这与图14所示的单位像素300一样。
例如，光电二极管501由光屏蔽膜541围绕，但是光屏蔽膜541的一部分打开，并且转移栅极502形成在打开的部分中。图17的其它光电二极管具有相同的构造。如参考图14所描述，因为电荷可从光电二极管501转移到存储单元503而不采用配线，所以能减少由暗电流导致的噪声。
如参考图15所描述，因为光电二极管501的周边由光屏蔽膜541围绕，所以能减少杂散光对存储单元503等的影响。在图17所示的构造中，浮置扩散区域505由四个（2×2）相邻像素共享。因此，因为可加大存储单元503的面积，所以能增加可保持的电荷的量。
单位像素的第六实施例
图18示出了单位像素的另一种构造。图18是示出当根据第六实施例的单位像素从上表面（与光接收表面相对的表面）看时单位像素构造的示意图。图18所示的单位像素600的构造与图5所示的单位像素150的构造相同。就是说，单位像素600包括光电二极管601、转移栅极602-1、配线603-1、存储单元604-1、浮置栅极605-1、浮置扩散区域606-1、复位栅极607和放大晶体管608。
图18所示的单位像素600的每个单元的设置与图5所示的单位像素150相同。就是说，在从上表面看时，图18所示的单位像素600与图5所示的单位像素150相同，但是有如下的不同。在单位像素600的光电二极管601的部分中，存在沟槽部分651，并且转移栅极602-1设置在沟槽部分651中。
图19是当图18所示的单位像素600从侧表面看时沿着线XIX–XIX剖取的示意图。因为图19所示的单位像素600的光屏蔽膜641、642和643以与图4所示的单位像素150的光屏蔽膜154、155和156相同的方式形成，所以将省略其描述。
如图19所示，转移栅极602-1形成在光电二极管601的上侧且形成在沟槽部分651的部分中。沟槽部分651是从基板的上表面以预定的深度开槽的部分。转移栅极602-1形成在开槽的部分中。
在形成光屏蔽膜641时，在基板上从上表面执行开槽。然而，沟槽部分651可在开槽时形成。例如，在参考图7描述的制造工艺的步骤S3中，在基板上执行开槽以形成屏蔽膜154。此时，可形成沟槽部分651。
作为选择，在参考图8描述的制造工艺的步骤S8中，可在基板上执行开槽，并且在去除多余的绝缘膜时或者在去除多余的绝缘膜后可形成沟槽部分651。
然后，通过形成转移栅极602-1，可产生如图19所示的单位像素600，其中，以该方式形成的沟槽部分651中具有垂直形状。
因此，通过在深度方向上形成转移栅极602且形成光屏蔽膜641至643，能防止光从硅基板泄漏到存储单元604。此外，转移栅极602可在深度方向（图19中的上下方向）上形成为直线形状，或者可形成为L形状，如图19所示。
单位像素的第七实施例
图20示出了单位像素的另一种构造。图20是示出当根据第七实施例的单位像素从上表面（与光接收表面相对的表面）看时单位像素构造的示意图。图20所示的单位像素700包括光电二极管701、转移栅极702-1、存储单元703-1、浮置栅极704-1、浮置扩散区域705-1、复位栅极706和放大晶体管707。
与图18所示的单位像素600一样，图20所示的单位像素700包括在光电二极管701上的沟槽部分751，并且转移栅极702-1形成在沟槽部分751中。转移栅极702-1形成在光屏蔽膜741-2的开口部分中。其中转移栅极702-1形成在光屏蔽膜741-2的开口部分中的构造与图10所示的单位像素200相同。从而，因为电荷可从光电二极管701转移到存储单元703-1而不通过配线，所以存在很多优点，例如，减少噪声的发生以及减少噪声的影响。
与图14所示的单位像素300一样，在图20所示的单位像素700中，复位栅极706和放大晶体管707设置在光屏蔽区域的外面。如参考图14所描述，即使在复位栅极706和放大晶体管707设置在光屏蔽区域外面时，复位栅极706或放大晶体管707也导通片刻，并且放电在导通时前即刻由光光电转换且累积的电荷。因此，在其它部分上的影响视为很小。
此外，通过在光屏蔽区域之外形成复位栅极706或放大晶体管707，光屏蔽区域内形成的存储单元703的尺寸可加大，并且因此能增加可累积的电荷的量。
图21A是当图20所示的单位像素700从侧表面看时沿着线XXIA–XXIA剖取的示意图。图21B是当图20所示的单位像素700从侧表面看时沿着线XXIB-XXIB剖取的示意图。因为图21所示的单位像素700的光屏蔽膜741和742以与图12所示的单位像素200的光屏蔽膜241和261相同的方式形成，所以将省略其描述。光屏蔽膜743形成在图21A和21B所示的单位像素700的后表面侧。
其中形成光屏蔽膜的构造与参考图12A和12B等描述的构造相同，但是区别在于沟槽部分751形成在图21所示的单位像素700中。参见图21A，沟槽部分751形成在光电二极管701的上侧预定的深度。具有L状的转移栅极702-1形成在沟槽部分751中。因为转移栅极702-1形成在光屏蔽膜741-2的打开部分中，所以，如图21A所示，光屏蔽膜741-2构造为不形成在其中存在转移栅极702-1的部分中。
另一方面，光屏蔽膜741-2构造为形成在其中不存在转移栅极702-1的部分中，如图21B所示。
因此，打开光屏蔽膜741的一部分。因此，通过在打开部分中形成具有垂直形状的转移栅极702且在其中形成转移栅极702的部分之外形成光屏蔽膜741，能防止光从硅基板泄漏进入存储单元703中。
转移栅极702例如可由多晶Si（多晶硅）形成，或者可由金属材料形成。例如，当转移栅极702由金属材料形成而不是转移栅极702构造为由多晶硅形成时，可减少进入存储单元703中的更多杂散光。
转移栅极702的位置可为在光电二极管701的拐角部分中，或者可为在光电二极管701的中间部分。通过在光电二极管701的中间部分设置转移栅极702，光电二极管701和转移栅极702之间的距离可相等地保持。因此，能够获得易于读出电荷的优点。此外，即使在转移栅极702设置在光电二极管701的中间部分中时，也不改变可防止光进入存储单元703中的事实。
应注意，本发明的实施例可应用于在图像读出部（光电转换元件）中采用固态图像拾取装置的通用电子设备。这样电子设备的示例可包括：诸如数字静态相机和摄像机的图像拾取设备；具有图像拾取功能的便携式终端设备；以及在图像读出部中采用固态图像拾取装置的复印机。固态图像拾取装置可形成为一个芯片，或者可为具有图像拾取功能的模块状形式，其中图像拾取部和信号处理部封装在一起，或者其中图像拾取部和光学系统封装在一起。
图22是示出应用了本发明上述实施例作为电子设备的图像拾取设备的构造示例的示意图。
图22所示的图像拾取设备1501包括具有透镜组等的光学部1511、固态图像拾取装置（图像拾取装置）1512和作为相机信号处理电路的DSP（数字信号处理器）电路1513。此外，图像拾取设备1501还包括帧存储器1514、显示部1515、记录部1516、操作部1517和电源部1518。DSP电路1513、帧存储器1514、显示部1515、记录部1516、操作部1517和电源部1518通过总线1519彼此连接。
光学部1511从物体取得入射光（图像光），并且在固态图像拾取装置1512的拾取平面上形成图像。固态图像拾取装置1512将用于在像素单元中的图像拾取平面上形成图像的入射光量转换成电信号，并且输出这些电信号作为像素信号。固态图像拾取装置1512对应于上面描述的固态图像拾取装置11。
显示部1515例如可由平面型显示器形成，例如液晶面板和有机EL（电致发光）面板。显示部1515显示由固态图像拾取装置1512拾取的运动图像或静态图像。记录部1516在诸如录像带和DVD（数字通用光盘）的记录介质中记录由固态图像拾取装置1512拾取的运动图像或静态图像。
操作部1517根据使用者的操作给出与图像拾取设备1501的各种功能相关的操作指令。电源部1518适当地给这些目标提供各种电源，其用作DSP电路1513、帧存储器1514、显示部1515、记录部1516和操作部1517的操作电源。
上面的实施例参考其中实施例应用于CMOS成像传感器示例的情况进行描述，其中根据作为物理量的可见光量检测信号电荷的像素设置成行或列。然而，本发明不限于应用于CMOS成像传感器，而是可应用于通用固态图像拾取装置。
本发明的上述实施例不限于应用于检测入射的可见光量分布且拾取该分布作为图像的图像拾取装置。本发明的上述实施例可应用于拾取红外线、X射线、粒子等作为图像的固态图像拾取装置。
根据本发明的实施例，能够抑制电荷保持区域（存储单元）的光学噪声，同时保证光电二极管的灵敏度。本发明的实施例可应用于全局快门类型传感器。此外，因为传感器的电荷保持区域可具有很大的体积，所以它能增加电荷保持区域的饱和容量。
本发明的实施例不限于上面描述的实施例，而是可在本发明的范围内以各种形式修改而不脱离本发明的精神。
本发明可构造如下。
（1）
一种成像元件，包括：光电转换单元；电荷保持单元，保持该光电转换单元中累积的电荷；以及光屏蔽单元，形成在该光电转换单元彼此相邻的方向上该光电转换单元四侧当中的至少两侧上。该电荷保持单元形成在由两个光屏蔽单元形成的避光区域中。
（2）
在（1）中描述的成像元件中，该光屏蔽单元可形成在其中形成光电转换单元和电荷保持单元的基板中。当光电转换单元彼此相邻的方向假定为水平方向时，光屏蔽单元可形成在基板中，在垂直方向上穿透其间。
（3）
在（1）或（2）中描述的成像元件中，该光电转换单元的一侧上形成的该光屏蔽单元可形成在其中形成该光电转换单元和该电荷保持单元的该基板中。当光电转换单元彼此相邻的方向假定为水平方向时，该光屏蔽单元可形成在垂直方向上。当光电转换单元其上光入射的表面假定为后表面且面对后表面的表面假定为前表面时，光屏蔽单元可包括第一光屏蔽单元和第二光屏蔽单元，第一光屏蔽单元从前表面在垂直方向上形成至基板的中间部分，第二光屏蔽单元从后表面形成至基板的中间部分。
（4）
在（3）中描述的成像元件中，该第二光屏蔽单元可形成在两个第一光屏蔽单元之间。该第一光屏蔽单元和该第二光屏蔽单元可形成为在该垂直方向上呈现重叠部分。
（5）
（2）至（4）任何一项中描述的成像元件还可包括转移单元，该转移单元从该光电转换单元转移电荷至该电荷保持单元。其中设置该转移单元的部分可朝着该光电转换单元打开。
（6）
（3）至（5）任何一项中描述的成像元件还可包括转移单元，该转移单元从该光电转换单元转移电荷到该电荷保持单元。该第一光屏蔽单元可包括位于其中设置该转移单元的部分中的开口。
（7）
（1）至（6）任何一项中描述的成像元件还可包括：电荷电压单元，其将该电荷保持单元中累积的电荷转换成电压；转移单元，其将该电荷保持单元中累积的电荷转移到该电荷电压单元；复位单元，复位该电荷电压单元；以及读取单元，读取该电荷电压单元的电压。该复位单元和该读取单元的至少一个可设置在由该光屏蔽单元形成的避光区域之外。
（8）
在（1）至（7）任何一项中描述的成像元件中，该光屏蔽单元可在该光电转换单元彼此相邻的方向上形成在光电转换单元的四侧上。
（9）
（1）至（8）任何一项中描述的成像元件还可包括电荷电压单元，该电荷电压单元将该电荷累积单元中累积的电荷转换成电压。该电荷电压单元可由四个相邻的光电转换单元共享。
（10）
（1）至（9）任何一项中描述的成像元件还可包括转移单元，其将电荷从该光电转换单元转移到该电荷保持单元。当光电转换单元彼此相邻的方向假定为水平方向时，该光屏蔽单元可形成在其中形成该光电转换单元和该电荷保持单元的基板的垂直方向上。该转移单元可形成在与由两个光屏蔽单元形成的其中形成电荷保持单元的光屏蔽区域不同的位置以及在基板的垂直方向上以预定的深度开槽的部分中。
（11）
在（10）中描述的成像元件中，可打开其中设置该转移单元的部分中的该光屏蔽单元。
（12）
提供一种制造成像元件的方法，该成像元件包括光电转换单元、保持光电转换单元中累积电荷的电荷保持单元以及在其中光电转换单元彼此相邻的方向上光电转换单元的四侧的至少两侧上形成的光屏蔽单元。该方法包括：在其中形成光电转换单元和电荷保持单元的基板中形成在光电转换单元的一侧上形成的光屏蔽单元；当其中光电转换单元彼此相邻的方向假定为水平方向时，在垂直方向上形成光屏蔽单元；以及在光电转换单元其上光入射的表面假定为后表面且面对后表面的表面假定为前表面时，形成第一光屏蔽单元，第一光屏蔽单元从前表面在垂直方向上形成至基板的中间部分，且形成第二光屏蔽单元，第二光屏蔽单元从后表面形成至基板的中间部分。
[1]
一种固态图像传感器，包括：
基板，其中设有光电转换元件，该光电转换元件将入射光量转换成电荷量；
存储单元，设置在该光电转换元件的一侧，该存储单元接收来自该光电转换元件的该电荷量；
第一光屏蔽部，形成在该存储单元的第一侧且设置在该存储单元和该光电转换元件之间；以及
第二光屏蔽部，形成在该存储单元的第二侧，使该第二侧与该第一侧相对。
[2]
根据[1]的固态图像传感器，还包括：
转移栅极，至少部分地设置在该光电转换元件中，该转移栅极将由该光电转换元件光电转换的电荷转移到该存储单元，其中配线层通过该第一光屏蔽部将该转移栅极连接到该存储单元。
[3]
根据[1]或[2]的固态图像传感器，还包括：
转移栅极，至少部分地设置在该第一光屏蔽部的开口中，该转移栅极将由该光电转换元件光电转换的电荷转移到该存储单元。
[4]
根据[3]的固态图像传感器，其中该电荷从该转移栅极转移到该基板上的该存储单元。
[5]
根据[1]至[4]任何一项的固态图像传感器，还包括：
浮置栅极、浮置扩散区域和复位栅极，其中该浮置栅极、该浮置扩散区域和该复位栅极的每一个均设置在该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间。
[6]
根据[1]至[5]任何一项的固态图像传感器，还包括：
第三光屏蔽部，形成在该基板的后表面，其中该第三光屏蔽部形成为基本上等于该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间的间隙。
[7]
根据[1]至[6]任何一项的固态图像传感器，其中该第一光屏蔽部的至少一部分和该第二光屏蔽部的一部分形成为使它们从基板上表面向下延伸且在深度方向上基本上穿透该基板的中间部分。
[8]
根据[7]的固态图像传感器，还包括：
第三光屏蔽部，交替地设置在该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间。
[9]
根据[1]至[9]任何一项的固态图像传感器，其中由该光电转换部接收的光入射在该基板的后表面。
[10]
一种电子设备，包括：
光学单元；以及
固态成像装置，包括设置成二维矩阵的单位像素，其中每个单位像素包括：
基板，其中设有光电转换元件，该光电转换元件将入射光量转换成电荷；
存储单元，设置在该光电转换元件的一侧，该存储单元接收来自该光电转换元件的电荷；
第一光屏蔽部，形成在该存储单元的第一侧且设置在该存储单元和该光电转换元件之间；以及
第二光屏蔽部，形成在该存储单元的第二侧，该第二侧与该第一侧相对。
[11]
根据[10]的电子设备，还包括：
转移栅极，至少部分地设置在该光电转换元件中，该转移栅极将由该光电转换元件光电转换的电荷转移到该存储单元，其中配线层通过该第一光屏蔽部连接该转移栅极到该存储单元。
[12]
根据[10]或[11]的电子设备，还包括：
转移栅极，至少部分地设置在该第一光屏蔽部的开口中，该转移栅极将由该光电转换元件光电转换的电荷转移到该存储单元。
[13]
根据[12]的电子设备，其中该电荷从该转移栅极转移到该基板上的该存储单元。
[14]
根据[10]至[13]任何一项的电子设备，还包括：
浮置栅极、浮置扩散区域和复位栅极，其中该浮置栅极、该浮置扩散区域和该复位栅极的每一个均设置在该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间。
[15]
根据[10]至[14]任何一项的电子设备，还包括：
第三光屏蔽部，形成在该单位像素的后表面，其中该第三光屏蔽部形成为基本上等于该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间的间隙。
[16]
根据[10]至[15]任何一项的电子设备，其中该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部的至少一部分形成为使它们从基板上表面向下延伸且在深度方向上基本上穿过该基板的中间。
[17]
根据[16]的电子设备，还包括：
第三光屏蔽部，交替地设置在该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间。
[18]
根据[10]至[17]任何一项的电子设备，其中由该光电转换元件接收的光入射在该基板的后表面，并且该固态图像装置是全局快门类型。
[19]
一种制造固态图像传感器的方法，包括如下步骤：
将多个隔离区域注入基板中；
将杂质注入该多个隔离区域中以形成一个或多个光电二极管、一个或多个存储单元以及一个或多个转移栅极；
在该基板中要形成光屏蔽部的部分中形成一个或多个沟槽；
将光屏蔽材料埋设在该一个或多个沟槽中；并且
其中第一光屏蔽部形成在该存储单元的第一侧且设置在电荷累积区域和该光电二极管之间，并且其中第二光屏蔽部形成在该存储单元的第二侧，该第二侧与该第一侧相对。
[20]
根据[19]的制造固态图像传感器的方法，其中该转移栅极至少部分地设置在该光电二极管中，该转移栅极将由该光电二极管光电转换的电荷转移到该存储单元，并且其中配线层形成为将该转移栅极通过该第一光屏蔽部连接到该存储单元。
[21]
根据[19]或[20]的制造固态图像传感器的方法，其中转移栅极至少部分地设置在该第一光屏蔽膜的开口中，该转移栅极将由该光电二极管光电转换的电荷转移到该存储单元。
[22]
根据[19]至[21]任何一项的制造固态图像传感器的方法，其中该电荷从该转移栅极转移到该基板上的该存储单元。
本申请包含2012年11月9日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP2012-247581中公开的相关主题事项，其全部内容通过引用结合于此。
本领域的技术人员应当理解的是，在所附权利要求或其等同方案的范围内，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。

Claims (22)

1.一种固态图像传感器，包括：
基板，其中设有光电转换元件，该光电转换元件将入射光量转换成电荷量；
存储单元，设置在该光电转换元件的一侧，该存储单元接收来自该光电转换元件的该电荷量；
第一光屏蔽部，形成在该存储单元的第一侧且设置在该存储单元和该光电转换元件之间；以及
第二光屏蔽部，形成在该存储单元的第二侧，使该第二侧与该第一侧相对。
2.根据权利要求1所述的固态图像传感器，还包括：
转移栅极，至少部分地设置在该光电转换元件中，该转移栅极将由该光电转换元件光电转换的电荷转移到该存储单元，其中配线层通过该第一光屏蔽部将该转移栅极连接到该存储单元。
3.根据权利要求1所述的固态图像传感器，还包括：
转移栅极，至少部分地设置在该第一光屏蔽部的开口中，该转移栅极将由该光电转换元件光电转换的电荷转移到该存储单元。
4.根据权利要求3所述的固态图像传感器，其中该电荷从该转移栅极转移到该基板上的该存储单元。
5.根据权利要求1所述的固态图像传感器，还包括：
浮置栅极、浮置扩散区域和复位栅极，其中该浮置栅极、该浮置扩散区域和该复位栅极的每一个均设置在该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间。
6.根据权利要求1所述的固态图像传感器，还包括：
第三光屏蔽部，形成在该基板的后表面，其中该第三光屏蔽部形成为实质上等于该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间的间隙。
7.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中该第一光屏蔽部的一部分和该第二光屏蔽部的一部分中的至少之一形成为从上基板表面向下延伸且在深度方向上实质上穿透该基板的中间。
8.根据权利要求7所述的固态图像传感器，还包括：
第三光屏蔽部，交替地设置在该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间。
9.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中由该光电转换元件接收的光入射在该基板的后表面。
10.一种电子设备，包括：
光学单元；以及
固态成像装置，包括设置成二维矩阵的单位像素，其中每个单位像素包括：
基板，其中设有光电转换元件，该光电转换元件将入射光量转换成电荷；
存储单元，设置在该光电转换元件的一侧，该存储单元接收来自该光电转换元件的电荷；
第一光屏蔽部，形成在该存储单元的第一侧且设置在该存储单元和该光电转换元件之间；以及
第二光屏蔽部，形成在该存储单元的第二侧，其中该第二侧与该第一侧相对。
11.根据权利要求10所述的电子设备，还包括：
转移栅极，至少部分地设置在该光电转换元件中，该转移栅极将由该光电转换元件光电转换的电荷转移到该存储单元，其中配线层通过该第一光屏蔽部连接该转移栅极到该存储单元。
12.根据权利要求10所述的电子设备，还包括：
转移栅极，至少部分地设置在该第一光屏蔽部的开口中，该转移栅极将由该光电转换元件光电转换的电荷转移到该存储单元。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其中该电荷从该转移栅极转移到该基板上的存储单元。
14.根据权利要求10所述的电子设备，还包括：
浮置栅极、浮置扩散区域和复位栅极，其中该浮置栅极、该浮置扩散区域和该复位栅极的每一个均设置在该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间。
15.根据权利要求10所述的电子设备，还包括：
第三光屏蔽部，形成在该单位像素的后表面，其中该第三光屏蔽部形成为实质上等于该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间的间隙。
16.根据权利要求10所述的电子设备，其中该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部的至少一部分形成为从上基板表面向下延伸且在深度方向上实质上穿过该基板的中间。
17.根据权利要求16所述的电子设备，还包括：
第三光屏蔽部，交替地设置在该第一光屏蔽部和该第二光屏蔽部之间。
18.根据权利要求10所述的电子设备，其中由该光电转换元件接收的光入射在该基板的后表面，并且该固态成像装置是全局快门类型。
19.一种制造固态图像传感器的方法，包括如下步骤：
将多个隔离区域注入基板中；
将杂质注入该多个隔离区域中，以形成一个或多个光电二极管、一个或多个存储单元以及一个或多个转移栅极；
在该基板的其中要形成光屏蔽部的部分中形成一个或多个沟槽；
将光屏蔽材料埋设在该一个或多个沟槽中；并且
其中第一光屏蔽部形成在该存储单元的第一侧且设置在电荷累积区域和该光电二极管之间，并且其中第二光屏蔽部形成在该存储单元的第二侧，且该第二侧与该第一侧相对。
20.根据权利要求19所述的制造固态图像传感器的方法，其中该转移栅极至少部分地设置在该光电二极管中，该转移栅极将由该光电二极管光电转换的电荷转移到该存储单元，并且其中配线层形成为通过该第一光屏蔽部将该转移栅极连接到该存储单元。
21.根据权利要求19所述的制造固态图像传感器的方法，其中转移栅极至少部分地设置在该第一光屏蔽部的开口中，该转移栅极将由该光电二极管光电转换的电荷转移到该存储单元。
22.根据权利要求21所述的制造固态图像传感器的方法，其中该电荷从该转移栅极转移到该基板上的该存储单元。
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