CN104637963B - 固态摄像器件、固态摄像器件的制造方法和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了包含具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的固态摄像器件及其制造方法以及含有该固态摄像器件的电子装置。所述固态摄像器件包括分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者。根据本发明，能够抑制混叠的产生且能够增加光电二极管、存储器的饱和信号量并且提高光电二极管的灵敏度。

Description

固态摄像器件、固态摄像器件的制造方法和电子装置
技术领域
本发明涉及固态摄像器件、固态摄像器件的制造方法和电子装置，更加特别地，涉及能够抑制混叠(aliasing)的产生且能够提高光电二极管(PD)和存储器的饱和信号量以及光电二极管的灵敏度的固态摄像器件、固态摄像器件的制造方法和电子装置。
背景技术
在相关技术的具有全局快门功能的背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器中，光电二极管(PD)与暂时累积从光电二极管传输来的电荷(信号)的存储器设置在基板的同一平面。
因此，设置有光电二极管和存储器的面积均受到限制，这阻碍了光电二极管和存储器的饱和信号量的增加或光电二极管的灵敏度的提高。
在这方面，目前，开发了具有全局快门功能的层叠型背侧照射CMOS图像传感器(日本专利申请特开第2012-084644、2010-212668和2011-166170号公报)。
在具有全局快门功能的层叠型背侧照射CMOS图像传感器中，光电二极管被布置在光入射侧并且存储器被层叠在配线层侧，从而能够以相同的像素间距(pitch)扩大光电二极管和存储器的面积。
因此，能够增加光电二极管和存储器的饱和信号量且提高光电二极管的灵敏度。
发明内容
然而，在具有全局快门功能的层叠型背侧照射CMOS图像传感器中，光电二极管和存储器被构造为被掺杂物彼此分隔，且因此，来自背侧表面的入射光穿过光电二极管和元件分隔膜并且在一些情况下进入存储器。
在这种情况下，入射光可能在存储器中经受光电转换并在非预期的时刻被检测为混叠。
此外，在具有全局快门功能的层叠型背侧照射型CMOS图像传感器中，用于设置光电二极管和存储器的空间也均受到限制，这阻碍了光电二极管和存储器的饱和信号量的增加和光电二极管的灵敏度的提高。
鉴于如上所述的情况，特别期望提供分别遮挡或吸收透过光电二极管的光的遮光膜或吸光膜作为将光电二极管与存储器彼此分隔的分隔膜，以此抑制光进入存储器并且抑制混叠产生。此外，还期望增大用于光电二极管和存储器的空间的尺寸，从而增加光电二极管和存储器的饱和信号量且提高光电二极管的灵敏度。
根据本发明的实施例，提出了一种包含具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的固态摄像器件，所述固态摄像器件包括分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者。
所述固态摄像器件还可以包括纵向晶体管，所述纵向晶体管被构造用来将电荷从所述光电二极管传输至所述存储器。
所述固态摄像器件还可以包括浮动扩散部，其中，所述纵向晶体管可以布置于所述光电二极管的端部以使所述光电二极管的间距与所述纵向晶体管、所述存储器和所述浮动扩散部的间距一致。
所述固态摄像器件还可以包括浮动扩散部，其中，所述纵向晶体管可以布置于所述光电二极管的中心部以使所述光电二极管的间距与所述纵向晶体管、所述存储器和所述浮动扩散部的间距一致。
所述固态摄像器件还可以包括浮动扩散部，其中，所述光电二极管、所述存储器和所述浮动扩散部可以设置于不同的层并且相互层叠，以此形成三层结构。
包含所述遮光膜的分隔膜可以是由金属形成的。
包含所述遮光膜并由金属形成的所述分隔膜可以被施加有负电势。
包含所述遮光膜并由金属形成的所述分隔膜可以连接至像素阵列的外部。
包含所述吸光膜的所述分隔膜可以包括由具有黄铜矿结构的化合物半导体形成的膜。
根据本发明的另一个实施例，提出了一种含有固态摄像器件的电子装置，所述固态摄像器件包含具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器，所述电子装置包括：分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者。
根据本发明的另一个实施例，提出了一种包含具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的固态摄像器件的制造方法，所述固态摄像器件包括分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者，所述方法包括：第一步骤：在形成所述存储器的第一基板的一个面上形成绝缘膜并且在形成所述光电二极管的第二基板的一个面上形成绝缘膜，并且在所述第一基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜并在所述第二基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜；第二步骤：在所述第一基板的形成有所述分隔膜的面与所述第二基板的形成有所述分隔膜的面彼此面对的状态下，将所述第一基板和所述第二基板彼此接合，以形成一体化的基板；和第三步骤：使所述一体化的基板变薄。
所述第一步骤可以包括：在形成所述绝缘膜之前，在所述第一基板的所述一个面上和所述第二基板的所述一个面上分别形成SCF(Si覆盖膜)。
所述固态摄像器件的制造方法还可以包括第四步骤：第四步骤：在所述第一步骤中形成所述绝缘膜和所述分隔膜之后且在进行所述第二步骤之前，在所述第二基板的与形成有所述绝缘膜的面不同的面上形成所述光电二极管。
所述固态摄像器件的制造方法还可以包括第四步骤：在进行所述第三步骤之后，在所述第二基板的与形成有所述绝缘膜的面不同的面上形成所述光电二极管。
根据本发明的另一个实施例，提出了一种通过包含具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的固态摄像器件的制造方法制造的固态摄像器件，所述固态摄像器件包括分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者，所述方法包括以下步骤：第一步骤：在形成所述存储器的第一基板的一个面上形成绝缘膜并且在形成所述光电二极管的第二基板的一个面上形成绝缘膜，并且在所述第一基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜并在所述第二基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜；第二步骤：在所述第一基板的形成有所述分隔膜的面与所述第二基板的形成有所述分隔膜的面彼此面对的状态下，将所述第一基板和所述第二基板彼此接合，以形成一体化的基板；和第三步骤：使所述一体化的基板变薄。
在本发明的一个实施例中，包含具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的固态摄像器件包括分隔膜，所述分隔膜包含存位于储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者。
根据本发明的一个实施例，特别地，在固态摄像器件的摄像期间能够抑制混叠的产生，并且能够增加光电二极管(PD)和存储器的饱和信号量并且提高灵敏度。
依据下面如附图所示的本发明最佳实施方式的详细说明，本发明的上述这些和其它的目的、特征和优势将变得更加明显。
附图说明
图1是相关技术的固态摄像器件的结构示例的截面侧视图；
图2示出了应用了本发明实施例的固态摄像器件的电路构造示例；
图3是应用了本发明实施例的固态摄像器件的结构示例的第一截面侧视图；
图4是应用了本发明实施例的固态摄像器件的结构示例的第二截面侧视图；
图5是应用了本发明实施例的固态摄像器件的结构示例的第三截面侧视图；
图6是应用了本发明实施例的固态摄像器件的结构示例的第四截面侧视图；
图7是用于说明应用了本发明实施例的固态摄像器件的第一制造方法的流程图；
图8用于说明应用了本发明实施例的固态摄像器件的第一制造方法；
图9是用于说明应用了本发明实施例的固态摄像器件的第二制造方法的流程图；且
图10用于说明应用了本发明实施例的固态摄像器件的第二制造方法。
具体实施方式
以下，将说明用于实施本发明的方式(在下文中，被称为实施例)。应当注意，将以下面的顺序给出说明。
1.第一实施例(纵向晶体管连接至光电二极管的端部的示例)
2.第二实施例(纵向晶体管连接至光电二极管的中心部的示例)
3.第三实施例(光电二极管和晶体管通过注入栓连接的示例)
4.第四实施例(光电二极管、存储器和浮动扩散部层叠为三层的示例)
5.第五实施例(当在基板上首先设置光电二极管时的制造方法的示例)
6.第六实施例(当在基板上最后设置光电二极管时的制造方法的示例)
1.第一实施例
(一般的固态摄像器件的结构)
图1是形成以往已经普遍使用的具有全局快门功能的背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的固态摄像器件的截面侧视图。
具有全局快门功能的背侧照射型CMOS图像传感器包括从图1的底部在光入射方向上按如下顺序布置的微透镜ML、滤色器CF、光电二极管PD、存储器MEM、浮动扩散部FD和晶体管TrA、TrB。
微透镜ML将入射光输入至后续阶段的滤色器CF。滤色器CF使添加了R、G或B等颜色的入射光透过并使这些光输入至进光电二极管PD。光电二极管PD通过基于入射光的光电转换产生与入射光的量相对应的电荷。晶体管TrB根据来自控制器(未示出)的控制信号在预定时刻将光电二极管PD内产生的电荷传输至存储器MEM。此外，晶体管TrA根据来自控制器(未示出)的控制信号在预定时刻将累积在存储器MEM内的电荷传输至浮动扩散部FD。放大晶体管(未示出)生成与浮动扩散部FD供给来的电荷相对应的放大信号。该放大信号在预定时刻经由选择的晶体管被输出作为受光信号。
顺便提及地，如图1所示，相关技术中的固态摄像器件遮挡或吸收透过光电二极管PD并进入存储器MEM的光，且因此，需要通过由硅(Si)制成的掺杂物来分隔元件以提供预定的空间。
由于这个原因，在像素间距被设定不变的情况下，用于设置光电二极管PD和存储器MEM的空间受到限制且难以增大预定的尺寸或更多。因此，光电二极管PD和存储器MEM的灵敏度的提高或饱和信号量的增加受到限制。此外，已经透过光电二极管PD的光难以被形成基板的硅(Si)完全地遮挡或吸收。因此，已经透过光电二极管PD的光进入存储器MEM，且因此在存储器MEM中发生光电转换，这在一些情况下会导致混叠的产生。
在这方面，在本发明中，遮挡或吸收透过光电二极管PD的光的薄分隔膜设置在光电二极管PD与存储器MEM之间，因此抑制了混叠的产生。此外，增大了用于光电二极管PD和存储器MEM的空间的尺寸，且因此增加了饱和信号量并提高了光电二极管PD的灵敏度。在下文中，将对应用了本发明实施例的固态摄像器件进行说明。
(应用了本发明实施例的固态摄像器件的电路构造示例)
在对应用了本发明实施例的固态摄像器件进行说明之前，将先参照图2说明应用了本发明实施例的固态摄像器件的电路构造示例。应当注意，图2示出了固态摄像器件中的一个像素的电路构造示例。事实上，为形成像素阵列的多个像素之中的每个像素形成有相同的电路。
固态摄像器件中的一个像素的电路构造包括光电二极管PD、晶体管Tr1至Tr5和漏极端子DR1、DR2。
光电二极管PD对入射光进行光电转换，产生与接收的光量相对应的电荷并且累积产生的电荷。
晶体管Tr1根据在预定时刻经由传输信号线T1从控制器(未示出)供给的传输信号进行操作，并且将累积于光电二极管PD的电荷传输至存储器MEM(图3)。
晶体管Tr2根据在预定时刻经由传输信号线T2从控制器(未示出)供给的传输信号进行操作，并且将累积于存储器MEM(图3)的电荷传输至浮动扩散部FD。
晶体管Tr3根据在预定时刻经由复位信号线RESET从控制器(未示出)供给的复位信号进行操作，并且将累积于浮动扩散部FD的电荷从漏极端子DR1排出。
晶体管Tr4是所谓的放大晶体管，晶体管Tr4以与累积在浮动扩散部FD中的电荷相对应的电压(该电压作为栅极信号)来放大源极与漏极之间的电压，以将像素信号(受光信号)供给至晶体管Tr5。
晶体管Tr5根据在预定时刻经由选择信号线SEL从控制器(未示出)供给的选择信号进行操作，并且将从起到放大晶体管作用的晶体管Tr4供给的像素信号输出至垂直信号线L。
(应用了本发明实施例的固态摄像器件的第一结构示例)
接着，将参照图3说明应用了本发明实施例的固态摄像器件的第一结构示例。应当注意，图3示出了由硅(Si)制成且形成与一个像素相对应的固态摄像器件的基板的侧面的横截面的结构示例，并且示出了光从图3的底部向上入射。
由硅(Si)制成的基板的下部形成的入射面设置有微透镜ML，且微透镜ML将入射光输入至滤色器CF。滤色器CF设置有例如R、G或B(红色、绿色或蓝色)等预定颜色的滤色器，并将颜色添加至经由微透镜ML输入的入射光并且将上色的入射光输入至光电二极管PD。此外，尽管图3未示出，但是除了滤色器CF和微透镜ML以外，入射面还在像素之间设置有遮光部。因此，进行像素间的遮光。
在图3的滤色器CF上设置有由注入物ni和注入物pi形成的光电二极管PD。注入物ni由n型元素形成并且形成在基板上，且注入物pi由p型元素形成并且形成在注入物ni上。
另一方面，在图3的基板的上部形成有存储器MEM和浮动扩散部FD。此外，在基板的上表面部设置有包含将累积于光电二极管PD中的电荷传输至存储器MEM的纵向晶体管的晶体管Tr1。此外，在基板的上表面设置有用于将累积于存储器MEM中的电荷传输至浮动扩散部FD的晶体管Tr2。
光电二极管PD和存储器MEM均具有在前表面含有空穴累积层的HAD(空穴累积二极管)结构，该结构通过抑制前表面出现的暗电流的产生来降低噪声。
此外，在光电二极管PD与存储器MEM之间设置有分隔膜F。分隔膜F遮挡或吸收可能透过光电二极管PD并进入存储器MEM的光。在分隔膜F的周围，绝缘膜IF形成在分隔膜F与形成基板的硅Si之间，并且处于电绝缘状态。
应当注意，由纵向晶体管形成的晶体管Tr1是通过穿透分隔膜F，挖刻纵向多晶Si(多晶硅)并使表面作为沟道来形成的，并且被构造为连接光电二极管PD的端部和存储器MEM的端部以位于光电二极管PD的间距内。
此外，分隔膜F被形成为例如由钨等制成的金属膜形成的遮光膜，其遮挡可能透过光电二极管PD并进入存储器MEM的光。在分隔膜F由金属膜形成的情况下，分隔膜F具有被设定为约几百纳米的膜厚度并且连接至在像素阵列外部的区域内的电极(未示出)。这防止了分隔膜F周围的电子处于浮动状态。
以这样的方式，因为由遮光膜形成的分隔膜F遮挡透过光电二极管PD的光，所以能够减少存储器MEM内产生的混叠。此外，因为在用于设置分隔膜F的空间设置在光电二极管PD与存储器MEM之间的情况下能够进行遮光，所以当使用硅(Si)来形成基板时能够省掉用于减少穿过基板的光的空间。因此，能够增加用于光电二极管PD和存储器MEM的空间的尺寸，且因此能够增加饱和信号量。此外，对于光电二极管PD，能够增加饱和信号量且能够提高光电二极管PD的灵敏度。
此外，分隔膜F还能够被形成为由例如具有黄铜矿结构的化合物半导体构成的吸光膜，其吸收可能透过光电二极管PD并进入存储器MEM的光。具有黄铜矿结构的化合物半导体的示例包括CuInSe2。在分隔膜F由具有黄铜矿结构的化合物半导体形成的情况下，分隔膜F的膜厚度被设定为约几百纳米至几微米。此外，除了CuInSe2以外，具有黄铜矿结构的化合物半导体的其它示例可以包括由铜-铝-镓-铟-硫-硒基混晶制成的化合物半导体或由铜-铝-镓-铟-锌-硫-硒基混晶制成的化合物半导体。也可以使用其它的化合物半导体，只要它们是具有能够吸收光的黄铜矿结构的化合物半导体即可。
以这样的方式，因为由吸光膜形成的分隔膜F吸收透过光电二极管PD的光，所以能够减少存储器MEM内产生的混叠。此外，因为在用于设置分隔膜F的空间设置在光电二极管PD与存储器MEM之间的情况下能够进行吸光，所以当使用硅(Si)来形成基板时能够省掉用于减少穿过基板的光的空间。因此，能够增加用于光电二极管PD和存储器MEM的空间的尺寸，且因此能够增加饱和信号量。此外，对于光电二极管PD，能够增加饱和信号量且能够提高光电二极管PD的灵敏度。
2.第二实施例
(应用了本发明实施例的固态摄像器件的第二结构示例)
在上面的说明中，已经说明了这样的示例：其中，由纵向晶体管形成的晶体管Tr1被构造为连接光电二极管PD的端部和存储器MEM的端部以位于光电二极管PD的间距内。在这样的情况下，光电二极管PD内的电荷移动至纵向多晶Si的最大距离等于光电二极管PD在水平方向上的宽度。然而，当由纵向晶体管形成的多晶Si晶体管Tr1的端部被构造为与光电二极管PD在水平方向上的中心部附近接触时，光电二极管PD内的电荷的最大移动距离被减小到光电二极管在水平方向上的宽度的一半。
图4示出了固态摄像器件的第二结构示例：其中，由纵向晶体管形成的多晶Si晶体管Tr1的端部被构造为与光电二极管PD在水平方向上的中心部附近接触。应当注意，用相同的附图标记和相同的名称来表示具有与图3的固态摄像器件的功能相同功能的构造，并且将视情况地省略相同功能的构造的说明。
具体地，图4的固态摄像器件与图3的固态摄像器件在构造上的不同之处在于：由纵向晶体管形成的多晶Si晶体管Tr1的端部被构造为与光电二极管PD在水平方向上的中心部附近接触。应当注意，在图4中，因为光电二极管PD相对于晶体管Tr1的位置在水平方向上偏向图4的右手边，所以相对于图3的微透镜ML和滤色器CF，图4的微透镜ML和滤色器CF也与光电二极管PD类似地在水平方向上偏移。
具体地，在这样的构造的情况下，能够将光电二极管PD内的电荷到达由纵向晶体管形成的多晶Si晶体管Tr1的端部的最大距离减小至光电二极管PD在水平方向上的宽度的一半。因此，图4的固态摄像器件不仅能够产生与图3的固态摄像器件相同的效果而且能够缩短电荷传输时间。
3.第三实施例
(应用了本发明实施例的固态摄像器件的第三结构示例)
在上面的说明中，已经说明了晶体管Tr1由纵向晶体管形成的示例。然而，可以使用作为普通的水平晶体管的晶体管Tr1并以注入栓代替p型掺杂物将晶体管Tr1连接至光电二极管PD。
图5示出了固态摄像器件的第三结构示例：其中，晶体管Tr1用作普通的水平晶体管并且用注入栓代替多晶Si将光电二极管PD与存储器MEM彼此连接。应当注意，在图5的固态摄像器件中，用相同的附图标记和相同的名称来表示与图3的固态摄像器件的构造具有相同功能的构造，并且将视情况地省略相同功能的构造的说明。
具体地，图5的固态摄像器件的结构示例与图3的固态摄像器件的结构示例的不同之处在于：设置有注入栓IP和由普通的水平晶体管形成的晶体管Tr11来代替由纵向晶体管形成的晶体管Tr1。
晶体管Tr11的功能基本上与晶体管Tr1的功能相同，但是电荷经由代替多晶Si的注入栓IP而被传输。
在这样的构造的情况下，如同图3的固态摄像器件一样，能够由分隔膜F遮挡或吸收透过光电二极管PD的光，并且能够增加光电二极管PD和存储器MEM的空间的尺寸。
因此，能够抑制存储器MEM内混叠的产生且能够增加光电二极管PD和存储器MEM的饱和信号量。此外，对于光电二极管PD，能够增加饱和信号量且还能够提高光电二极管PD的灵敏度。
4.第四实施例
(应用了本发明实施例的固态摄像器件的第四结构示例)
在上面的说明中，已经说明了形成有两层结构的示例，该两层结构包括作为图中的基板的上部面(其上形成有存储器MEM和浮动扩散部FD)的层和作为下部面的光电二极管PD的层，在上部面与下部面之间夹设有分隔膜F。然而，可以将浮动扩散部FD层叠在存储器MEM上以形成浮动扩散部FD、存储器MEM和光电二极管PD的三层结构。
图6示出了具有通过将浮动扩散部FD层叠在存储器MEM上而形成的浮动扩散部FD、存储器MEM和光电二极管PD的三层结构的固态摄像器件的第四结构示例。应当注意，在图6的固态摄像器件中，用相同的附图标记和相同的名称来表示具有与图3的固态摄像器件的构造相同功能的构造，并且将视情况地省略相同功能的构造的说明。
具体地，图6的固态摄像器件的结构示例与图3的固态摄像器件的结构示例的不同之处在于：浮动扩散部FD层叠在存储器MEM上，以形成浮动扩散部FD、存储器MEM和光电二极管PD的三层结构。
在这样的构造的情况下，能够在保持像素间的间距的同时增加用于确保存储器MEM的空间的尺寸。因此，图6的固态摄像器件能够产生与图3的固态摄像器件相同的效果且进一步增加存储器MEM的饱和信号量。
5.第五实施例
(应用了本发明实施例的固态摄像器件的第一制造方法)
接着，参照图7和图8，将说明应用了本发明实施例的固态摄像器件的第一制造方法。应当注意，这里参照图7的流程图说明图3的固态摄像器件的制造方法，但是其它的构造也是通过基本相同的方法制造的。
具体地，在步骤S11中，在图8的处于状态St1的下侧所示的光电二极管PD基板的表面和图8的处于状态St1的上侧所示的配线基板的表面(光电二极管PD基板的表面与配线基板的表面彼此相对)分别形成由含有负的固定电荷的空穴累积层形成的SCF(Si覆盖膜)(未示出)。其后，在SCF上形成由图8的黑粗线表示的绝缘膜IF，并且在绝缘膜IF上形成分隔膜F1、F2。应当注意，SCF不是必不可少的构造，且因此可以采用不具有SCF的构造。
此时，形成通孔作为用于形成作为纵向晶体管的晶体管Tr1的由多晶Si制成的沟道的图案。应当注意，形成SCF，且因此HAD(空穴累积二极管)结构被设置于接合面，并且抑制了暗电流的产生。然而，SCF不是必不可少的构造且可以被省去。此外，在分隔膜F1、F2(分隔膜F)均由化合物制成的情况下，绝缘膜IF是必不可少的构造，但是在分隔膜F1、F2均由金属膜制成的情况下，绝缘膜IF不是必不可少的构造且可以被省去。
在步骤S12中，在图8的处于状态St1的下侧所示的光电二极管PD基板内形成n型注入物和p型注入物，从而形成具有HAD结构的光电二极管PD。
在步骤S13中，如图8的状态St2所示，将光电二极管PD基板和配线基板彼此接合。以这样的方式，分隔膜F1、F2被彼此接合，且因此在光电二极管PD(作为由硅Si制成的基板的下部层)的上层中一体化地形成了处于被绝缘膜包围的状态的分隔膜F。
在步骤S14中，如图8的处于状态St2的上侧所示，通过CMP(化学机械研磨)对配线基板的上表面的区域Z1进行研磨以使该表面变薄。
在步骤S15中，如图8的状态St3所示，在图8中的由硅(Si)制成的基板的上部形成含有存储器MEM、浮动扩散部FD和晶体管Tr1、Tr2的配线。此时，在配线的上部还接合有支撑基板。支撑基板例如可以是用于图像处理的逻辑电路基板。
在步骤S16中，如图8的状态St4所示，对光电二极管PD的表面的区域Z2进行研磨以使设置在图8中的由硅Si制成的基板的下部的光电二极管PD具有易于吸收要被吸收的波长的光的厚度。例如，此时光电二极管PD的目标膜厚度约为几微米。
在步骤S17中，如图8的状态St5所示，形成微透镜ML和滤色器CF。
通过如上所述的制造方法，将遮挡或吸收透过光电二极管PD的光的分隔膜F形成在形成有光电二极管PD的层与形成有存储器MEM的层之间。因此，能够抑制存储器MEM内混叠的产生。此外，与相关技术中的由硅(Si)制成的基板材料相比分隔膜F是极薄的膜，并且分隔膜F能够遮挡或吸收透过光电二极管PD的光，因此能够在不改变每像素间距的情况下增加基板内的用于形成光电二极管PD和存储器MEM的空间的尺寸，并且可以增加光电二极管PD和存储器MEM的饱和信号量。此外，对于光电二极管PD，能够如上所述地增加饱和信号量并且还能够提高光电二极管PD的灵敏度。
6.第六实施例
(应用了本发明实施例的固态摄像器件的第二制造方法)
在上面的说明中，已经说明了这样的示例：其中，光电二极管PD设置于光电二极管PD基板，SCF、绝缘膜IF和分隔膜F1、F2设置于光电二极管PD基板和配线基板的相对表面，光电二极管PD基板和配线基板被彼此接合以使分隔膜F1和F2彼此面对以形成分隔膜F，并且设置配线等。
顺便提及地，通过注入后退火对光电二极管PD进行缺陷校正。然而，在目前的技术中，激光退火能够使局部加热成为可能，但是难以控制光电二极管PD的深度。因此，需要在将光电二极管PD基板与配线基板彼此接合之前形成光电二极管PD并对光电二极管PD进行退火。
然而，当未来改进了激光退火的技术并且对光电二极管PD进行缺陷校正时，如果能够将热形成区域控制为光电二极管PD的厚度，那么也可以在将光电二极管基板和配线基板彼此接合且设置配线等之后设置光电二极管PD。
图9是示出了用于说明第二固态摄像器件的制造方法的流程图，其中，在将光电二极管PD基板和配线基板彼此接合且设置配线等之后设置光电二极管PD。应当注意，图9的流程图中的步骤S21至S25以及S27的工序步骤与图7的流程图中的步骤S11以及S13至S17的工序步骤相同，且因此将省去相同的工序步骤的说明。
图9的流程图与图7的流程图的不同之处在于：在步骤S26中进行形成光电二极管PD的工序步骤，步骤S26在作为将光电二极管PD基板和配线基板彼此接合的工序步骤的步骤S22之后进行。
具体地，在第二制造方法中，如图10的状态St11至St14所示，首先进行步骤S21至S25的工序步骤如下：形成分隔膜F；将光电二极管PD基板和配线基板彼此接合；对区域Z11进行研磨以薄化配线基板；形成配线等；并且对区域Z12进行研磨并因此使光电二极管PD基板变薄。在进行这些工序步骤之后，如图10的状态St15所示，通过步骤S26的工序步骤中的激光退火，在调节了膜厚度的状态下形成光电二极管PD。
通过如上所述的制造方法，将遮挡或吸收透过光电二极管PD的光的分隔膜F形成在形成有光电二极管PD的层与形成有存储器MEM的层之间。因此，能够抑制存储器MEM内混叠的产生。此外，与相关技术中的由硅Si制成的基板材料相比分隔膜F是极薄的膜，并且分隔膜F能够遮挡或吸收透过光电二极管PD的光，因此能够在不改变每像素间距的情况下增加基板内的用于形成光电二极管PD和存储器MEM的空间的尺寸，并且能够增加光电二极管PD和存储器MEM的饱和信号量。此外，对于光电二极管PD，能够如上所述地增加饱和信号量并且还能够提高光电二极管PD的灵敏度。
应当注意，本发明的实施例不限于上述的实施例，且能够在不脱离本发明主旨的情况下作出各种改变。
此外，本发明能够具有下面的构造。
(1)一种固态摄像器件，所述固态摄像器件包含具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器，所述固态摄像器件包括：
分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者。
(2)根据(1)所述的固态摄像器件，还包括被构造用来将电荷从所述光电二极管传输至所述存储器的纵向晶体管。
(3)根据(2)所述的固态摄像器件，还包括浮动扩散部，其中，
所述纵向晶体管布置于所述光电二极管的端部以使所述光电二极管的间距与所述纵向晶体管、所述存储器和所述浮动扩散部的间距一致。
(4)根据(2)所述的固态摄像器件，还包括浮动扩散部，其中，
所述纵向晶体管布置于所述光电二极管的中心部以使所述光电二极管的间距与所述纵向晶体管、所述存储器和所述浮动扩散部的间距一致。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的固态摄像器件，还包括浮动扩散部，其中，
所述光电二极管、所述存储器和所述浮动扩散部设置于不同的层并且相互层叠，以此形成三层结构。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的固态摄像器件，其中，
包含所述遮光膜的所述分隔膜是由金属形成的。
(7)根据(6)所述的固态摄像器件，其中，
包含所述遮光膜并由金属形成的所述分隔膜被施加有负电势。
(8)根据(6)所述的固态摄像器件，其中，
包含所述遮光膜并由金属形成的所述分隔膜连接至像素阵列的外部。
(9)根据(1)至(5)中任一项所述的固态摄像器件，其中，
包含所述吸光膜的所述分隔膜包括由具有黄铜矿结构的化合物半导体形成的膜。
(10)一种含有固态摄像器件的电子装置，所述固态摄像器件包含具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器，所述电子装置包括：
分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者。
(11)一种含有具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的固态摄像器件的制造方法，所述固态摄像器件包括分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者，所述方法包括如下步骤：
第一步骤：在形成所述存储器的第一基板的一个面上形成绝缘膜并且在形成所述光电二极管的第二基板的一个面上形成绝缘膜，并且在所述第一基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜并在所述第二基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜；
第二步骤：在所述第一基板的形成有所述分隔膜的面与所述第二基板的形成有所述分隔膜的面彼此面对的状态下，将所述第一基板和所述第二基板彼此接合，以形成一体化的基板；和
第三步骤：使所述一体化的基板变薄。
(12)根据(11)所述的固态摄像器件的制造方法，其中，
所述第一步骤包括：在形成所述绝缘膜之前，在所述第一基板的所述一个面上和所述第二基板的所述一个面上分别形成SCF(Si覆盖膜)。
(13)根据(12)所述的固态摄像器件的制造方法，还包括：
第四步骤：在所述第一步骤中形成所述绝缘膜和所述分隔膜之后且在进行所述第二步骤之前，在所述第二基板的与形成有所述绝缘膜的面不同的面上形成所述光电二极管。
(14)根据(12)所述的固态摄像器件的制造方法，还包括：
第四步骤：在进行所述第三步骤之后，在所述第二基板的与形成有所述绝缘膜的面不同的面上形成所述光电二极管。
(15)一种通过包含具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的固态摄像器件的制造方法制造的固态摄像器件，所述固态摄像器件包括分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者，所述方法包括以下步骤：
第一步骤：在形成所述存储器的第一基板的一个面上形成绝缘膜并且在形成所述光电二极管的第二基板的一个面上形成绝缘膜，并且在所述第一基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜并在所述第二基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜；
第二步骤：在所述第一基板的形成有所述分隔膜的面与所述第二基板的形成有所述分隔膜的面彼此面对的状态下，将所述第一基板和所述第二基板彼此接合，以形成一体化的基板；和
第三步骤：使所述一体化的基板变薄。
本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明随附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。
相关申请的交叉参考
本申请主张享有于2013年11月8日提交的日本优先权专利申请JP2013-231975的权益，并将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。

Claims (15)

1.一种固态摄像器件，所述固态摄像器件含有具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS图像传感器，所述固态摄像器件包括：
分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者；以及
晶体管，所述晶体管被构造用来将电荷从所述光电二极管传输至所述存储器，
其中，所述光电二极管仅布置于所述分隔膜的光入射侧，
其中，所述晶体管为纵向晶体管，所述纵向晶体管穿透所述分隔膜中的通孔，并且被构造为连接所述光电二极管和所述存储器。
2.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，在所述分隔膜的周围形成有绝缘膜。
3.根据权利要求1所述的固态摄像器件，还包括浮动扩散部，其中，
所述纵向晶体管布置于所述光电二极管的端部以使所述光电二极管的间距与所述纵向晶体管、所述存储器和所述浮动扩散部的间距一致。
4.根据权利要求1所述的固态摄像器件，还包括浮动扩散部，其中，
所述纵向晶体管布置于所述光电二极管在水平方向上的中心部以使所述光电二极管的间距与所述纵向晶体管、所述存储器和所述浮动扩散部的间距一致。
5.根据权利要求1或2所述的固态摄像器件，还包括浮动扩散部，其中，
所述光电二极管、所述存储器和所述浮动扩散部设置于不同的层并且相互层叠，以此形成三层结构。
6.根据权利要求1或2所述的固态摄像器件，其中，
包含所述遮光膜的所述分隔膜是由金属形成的。
7.根据权利要求6所述的固态摄像器件，其中，
包含所述遮光膜并由金属形成的所述分隔膜被施加有负电势。
8.根据权利要求6所述的固态摄像器件，其中，
包含所述遮光膜并由金属形成的所述分隔膜连接至像素阵列的外部。
9.根据权利要求1或2所述的固态摄像器件，其中，
包含所述吸光膜的所述分隔膜包括由具有黄铜矿结构的化合物半导体形成的膜。
10.一种含有固态摄像器件的电子装置，所述固态摄像器件是如权利要求1至9中任一者所述的固态摄像器件。
11.一种含有具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS图像传感器的固态摄像器件的制造方法，所述固态摄像器件包括分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者，所述方法包括如下步骤：
第一步骤：在形成所述存储器的第一基板的一个面上形成绝缘膜并且在形成所述光电二极管的第二基板的一个面上形成绝缘膜，并且在所述第一基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜并在所述第二基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜；
第二步骤：在所述第一基板的形成有所述分隔膜的面与所述第二基板的形成有所述分隔膜的面彼此面对的状态下，将所述第一基板和所述第二基板彼此接合，以形成一体化的基板；和
第三步骤：使所述一体化的基板变薄。
12.根据权利要求11所述的固态摄像器件的制造方法，其中，
所述第一步骤包括：在形成所述绝缘膜之前，在所述第一基板的所述一个面上和所述第二基板的所述一个面上分别形成硅覆盖膜。
13.根据权利要求12所述的固态摄像器件的制造方法，还包括：
第四步骤：在所述第一步骤中形成所述绝缘膜和所述分隔膜之后且在进行所述第二步骤之前，在所述第二基板的与形成有所述绝缘膜的面不同的面上形成所述光电二极管。
14.根据权利要求12所述的固态摄像器件的制造方法，还包括：
第四步骤：在进行所述第三步骤之后，在所述第二基板的与形成有所述绝缘膜的面不同的面上形成所述光电二极管。
15.一种通过包含具有全局快门功能的层叠式背侧照射型CMOS图像传感器的固态摄像器件的制造方法制造的固态摄像器件，所述固态摄像器件包括分隔膜，所述分隔膜包含位于存储器与光电二极管之间的遮光膜和吸光膜之中的一者，所述方法包括以下步骤：
第一步骤：在形成所述存储器的第一基板的一个面上形成绝缘膜并且在形成所述光电二极管的第二基板的一个面上形成绝缘膜，并且在所述第一基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜并在所述第二基板的所述绝缘膜上形成所述分隔膜；
第二步骤：在所述第一基板的形成有所述分隔膜的面与所述第二基板的形成有所述分隔膜的面彼此面对的状态下，将所述第一基板和所述第二基板彼此接合，以形成一体化的基板；和
第三步骤：使所述一体化的基板变薄。
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