CN107851648B - 固态摄像元件、制造方法和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够有效地并排设置贯穿电极和包围固态摄像元件的各个像素部的沟槽结构的固态摄像元件、制造方法和电子装置。根据本发明的第一方面的固态摄像元件包括形成在半导体基板的各个像素部中的光电转换部、由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定并包围各个像素部的沟槽结构以及在与沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿半导体基板的贯穿电极。本发明例如能够应用于后侧照射型CMOS摄像元件。

Description

固态摄像元件、制造方法和电子装置
技术领域
本发明涉及固态摄像元件、制造方法和电子装置，并尤其涉及适于应用在向每个像素提供贯穿电极的情况下的固态摄像元件、制造方法和电子装置。
背景技术
以与以CCD摄像元件和CMOS摄像元件为代表的固态摄像元件中的每单位面积的像素数量的增加保持同步的方式，近些年来，像素尺寸逐渐减小。由此，进入每个像素的光子数量也下降，并降低了灵敏度，从而出现S/N的降低。
另外，在当前广泛使用的利用R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)中的一个颜色的滤色器覆盖每个像素的结构中，由于例如在红色像素中，绿色光和蓝色光没有透过滤色器且没有用于光电转换，所以出现灵敏度的损失。此外，从每个像素中仅获得R、G和B中的一者的颜色信号，从而在像素之间进行插值处理(interpolation processing)。然而，在这种插值处理的情况下，可产生伪色(false color)。
作为解决上述问题的手段，在一种已知的摄像元件结构中，针对每个像素，在垂直方向上堆叠有三层的光电转换部，使得在每个像素中能够获得三种颜色的光电转换信号。具体地，提出下述结构：例如对应于绿色光的有机光电转换膜设置在Si基板上方，且单独地对应于蓝色光和红色光的PD(光电二极管)堆叠在Si基板中(例如参见专利文献1和2)。
在上述结构中，需要将来自位于Si基板上方的有机光电转换膜的电荷传输到形成在Si基板的相反侧的FD(浮动扩散部)。因此，提出了下述结构：每个像素的贯穿电极形成为延伸贯穿Si基板，且经由贯穿电极将来自有机光电转换膜的电荷传输到FD(例如参见专利文献3)。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：JP 2003-332551A
专利文献2：JP 2005-340571A
专利文献3：JP 2015-38931A
发明内容
技术问题
如上所述，很难实现在每个像素中堆叠光电转换部并设置贯穿电极的结构的尺寸减小。
另外，在一种已知的方法中，在各个像素之间的边界处设置填充有绝缘体的沟槽(在下文中称为“沟槽结构”或“RDTI结构”)，以抑制相邻像素之间的混色。如果期望并排布置上述的贯穿电极和沟槽结构，则需要巧妙地实现它们的布局。
本发明是在考虑到前述情景的情况下提出的，并能够有效地并排布置贯穿电极和沟槽结构。
解决问题的技术方案
本发明第一方面的一种固态摄像元件包括：光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板。
所述贯穿电极可以连接将形成在所述半导体基板的一侧处的所述光电转换部和形成在所述半导体基板的相反侧处的FD。
所述光电转换部可以包括形成在所述半导体基板的所述一侧处的光电转换膜。
所述贯穿电极可以由填充在孔中的导电膜形成，所述孔形成在用于限定所述沟槽结构的所述绝缘膜中。
根据本发明第一方面的一种用于固态摄像元件的制造方法包括：在半导体基板的深度方向上形成包围所述半导体基板的各个像素部的沟槽，并在所述沟槽中填充绝缘膜，由此形成沟槽结构；且在所述沟槽结构中的所述绝缘膜中形成孔，并在所述孔中填充导电膜，由此形成贯穿电极。
根据本发明第一方面的一种安装有固态摄像元件的电子装置，所述固态摄像元件包括：光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板。
本发明第二方面的一种固态摄像元件包括：光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板。所述沟槽结构由直线部和交叉点构成，所述直线部在所述交叉点处彼此交叉，且所述贯穿电极形成在与所述沟槽结构的所述直线部重叠的位置处。
所述沟槽结构的所述直线部和所述交叉点与所述贯穿电极在布局尺寸上可以具有下述关系：所述贯穿电极>所述沟槽结构的所述交叉点>所述沟槽结构的所述直线部。
在本发明第二方面的一种用于固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括：光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，所述沟槽结构由直线部和交叉点构成，所述直线部在所述交叉点处彼此交叉，且所述贯穿电极形成在与所述沟槽结构的所述直线部重叠的位置处，其中，所述沟槽结构的所述直线部和所述交叉点与所述贯穿电极在布局尺寸上具有下述关系：所述贯穿电极>所述沟槽结构的所述交叉点> 所述沟槽结构的所述直线部，且所述沟槽结构的所述直线部和所述交叉点与所述贯穿电极在深度上具有下述关系：所述贯穿电极>所述沟槽结构的所述交叉点>所述沟槽结构的所述直线部。
在根据本发明第二方面的一种安装有固态摄像元件的电子装置中，所述固态摄像元件包括：光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，其中，所述沟槽结构由直线部和交叉点构成，所述直线部在所述交叉点处彼此交叉，且所述贯穿电极形成在与所述沟槽结构的所述直线部重叠的位置处。
本发明第三方面的一种固态摄像元件包括：光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，其中，所述贯穿电极是通过连接第一导电部和第二导电部而形成的，所述第一导电部从所述半导体基板的一侧形成，所述第二导电部从所述半导体基板的相反侧形成。
所述贯穿电极可以连接形成在所述半导体基板的所述一侧处的所述光电转换部和形成在所述半导体基板的相反侧处的FD。
所述光电转换部可以包括形成在所述半导体基板的所述一侧处的光电转换膜。
在本发明第三方面的一种用于固态摄像元件的制造方法中，所述固态摄像元件包括：光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板。所述制造方法包括：在将要形成所述贯穿电极的位置处，从所述半导体基板的一侧形成第二导电部；在所述半导体基板的深度方向上，从所述半导体基板的相反侧形成包围所述半导体基板的各个所述像素部的沟槽，并在所述沟槽中填充绝缘膜，从而形成沟槽结构；以及从所述半导体基板的所述相反侧，在所述沟槽结构的所述绝缘膜中形成孔，并在所述孔中填充导电膜以形成第二导电部，使得所述第二导电部与所述第一导电部连接，从而形成所述贯穿电极。
在根据本发明第三方面的一种安装有固态摄像元件的电子装置中，所述固态摄像元件包括：光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，其中，所述贯穿电极是通过连接第一导电部和第二导电部而形成的，所述第一导电部从所述半导体基板的一侧形成，所述第二导电部从所述半导体基板的相反侧形成。
本发明的有益效果
根据本发明的第一至第三方面，能够实现将贯穿电极和沟槽结构有效地设置的固态摄像元件。
此外，根据本发明的第一至第三方面，能够防止相邻像素之间的混色。
此外，根据本发明的第一至第三方面，能够减小固态摄像元件的尺寸，使得能够增大光电转换部的面积且能够提供光接收灵敏度。
附图说明
图1是并排设置有贯穿电极和沟槽结构的固态摄像元件的平面图。
图2是对应于图1的剖视图。
图3是示出沟槽结构和贯穿电极的形成方法的剖视图。
图4是示出沟槽结构和贯穿电极的形成方法的剖视图。
图5是示出沟槽结构和贯穿电极的形成方法的剖视图。
图6是示出沟槽结构和贯穿电极的形成方法的剖视图。
图7是示出沟槽结构和贯穿电极的形成方法的剖视图。
图8是示出沟槽结构和贯穿电极的形成方法的剖视图。
图9是示出沟槽结构和贯穿电极的形成方法的剖视图。
图10是示出沟槽结构和贯穿电极的另一形成方法的剖视图。
图11是示出沟槽结构和贯穿电极的另一形成方法的剖视图。
图12是示出沟槽结构和贯穿电极的另一形成方法的剖视图。
图13是介绍沟槽结构、沟槽结构交叉点和贯穿电极的布局尺寸和处理深度的表格。
图14是并排设置有贯穿电极和沟槽结构的固态摄像元件的平面图。
图15是对应于图14的剖视图。
图16是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图17是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图18是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图19是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图20是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图21是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图22是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图23是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图24是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图25是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图26是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图27是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图28是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图29是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图30是示出沟槽结构和贯穿电极的又一形成方法的剖视图。
图31是示出沟槽结构的延伸示例的剖视图。
图32是示出应用了本发明的固态摄像元件的应用概要。
具体实施方式
参考附图，在下文中将详细说明用于实施本发明的最佳方式(在下文中称为“实施例”)。
<根据本发明的实施例的固态摄像元件>
图1是根据本发明的实施例的固态摄像元件的平面图。图2是对应于图1的剖视图，图2的A对应于图1的贯穿电极的X方向，而图2的 B对应于图1的贯穿电极的Y方向。
固态摄像元件10是所谓的后侧照射型CMOS摄像元件，针对每个像素，在垂直方向上堆叠有三层的光电转换部(光电转换膜、PD等)的三层，并且沟槽结构11形成为网格图案，使得沟槽结构11包围各个像素部14。沟槽结构11设置成用于避免可由泄漏到相邻像素的电荷引起的混色，且例如由诸如SiO2或SiN等绝缘体(绝缘膜)制成的壁形成至Si基板的内部。在每个沟槽结构11中，垂直或水平地布置的直线部彼此交叉的交叉点将被说明性地称为“沟槽结构交叉点12”。
此外，在固态摄像元件10中，贯穿电极13在与沟槽结构11重叠的位置处形成为贯穿Si基板20。贯穿电极13例如由诸如W、TiN或Ti等导电金属制成，且与沟槽结构具有相同材料的绝缘体形成在贯穿电极13 周围。
<固态摄像元件10中的沟槽结构11和贯穿电极13的第一形成方法>
接着，图3至图9示出固态摄像元件10中的沟槽结构11和贯穿电极13的形成方法。应注意的是，带有后缀“A”的每个附图编号和带有后缀“B”的每个附图编号分别对应于图2的A和图2的B。
首先，在将诸如各种晶体管等必要元件形成在Si基板20的前侧(图中的下侧)之后，在后侧(图中的上侧，光入射表面侧)形成贯穿电极13。
具体来说，如图3所示，执行光刻图案化(lithographic patterning)，以使用抗蚀剂31覆盖Si基板20的前表面但不覆盖该前表面的将要形成沟槽结构11的位置。接着，如图4所示，在Si基板20中没有被抗蚀剂 31覆盖的部分处，通过干法刻蚀等处理Si基板20，以形成沟槽结构11 的沟槽。在此应注意的是，控制干法刻蚀等，以向下进行到浅沟槽隔离(STI，Shollow Trench Isolation)21的氧化膜。然而，可以通过干法刻蚀处理STI 21的氧化膜，以形成下至多晶硅电极22的沟槽。
接着，如图5所示，通过诸如等离子体CVD等方法将SiO2或SiN 等绝缘膜32填充图4的形成在Si基板20中的沟槽中。接着，如图6所示，执行光刻图案化，以使用抗蚀剂33覆盖绝缘膜32但不覆盖绝缘膜 32的将要设置与沟槽结构11重叠的贯穿电极13的位置。接着，如图7 所示，通过干法刻蚀等处理绝缘膜32和STI 21，以在绝缘膜32的没有被抗蚀剂33覆盖的部分处形成孔，直到这些孔延伸到多晶硅电极22。
随后，如图8所示，通过诸如溅镀(sputtering)等方法将诸如W、TiN 或Ti等具有导电性的金属34填充图7的形成为贯穿绝缘膜32和STI 21 的孔。然后，如图9所示，通过去除填充金属34的不必要部分，以形成贯穿电极13。
通过上述步骤，能够同时形成沟槽结构11和贯穿电极13，其中贯穿电极13形成在与沟槽结构11重叠的位置处。
应注意的是，可以预先形成沟槽结构11，并然后在与沟槽结构11 重叠的位置处形成贯穿电极13。
根据由上述第一形成方法形成的固态摄像元件10，由于包含有沟槽结构11而能够抑制导致相邻像素之间的混色。此外，由于沟槽结构11 与贯穿电极13的重叠而不需要提供专用于贯穿电极13的区域，使得能够减小固态摄像元件10的尺寸，并能够增大每个像素中的PD的面积，从而改善Qs和光接收灵敏度。
<沟槽结构11和贯穿电极13的另一形成方法(第二形成方法)>
接着，图10至图12示出固态摄像元件10中的沟槽结构11和贯穿电极13的另一形成方法(第二形成方法)。
在第二形成方法中，与仅将要形成沟槽结构11的位置相比，在将要形成与沟槽结构11重叠的贯穿电极13的位置处执行更宽且更深的刻蚀。具体来说，将沟槽结构11、沟槽结构交叉点12和贯穿电极13的布局尺寸(没有被抗蚀剂31覆盖的线的宽度)设定成使得贯穿电极13最宽，沟槽结构交叉点12次宽，且沟槽结构(直线部)11最窄。
布局尺寸：贯穿电极13>沟槽结构交叉点12>沟槽结构(直线部)11
另一方面，当在固态摄像元件10中形成沟槽结构11、沟槽结构交叉点12和贯穿电极13时，在处理Si基板20以形成沟槽和孔时的深度被设定成使得贯穿电极13最深，沟槽结构交叉点12次深，且沟槽结构(直线部)11最浅。
处理时的深度：贯穿电极13>沟槽结构交叉点12>沟槽结构(直线部)11
图13介绍了沟槽结构11、沟槽结构交叉点12和贯穿电极13的布局尺寸和处理深度的示例。然而，应记住的是，在附图中描述的布局尺寸和深度的具体数值仅是示意性的，而且可根据固态摄像元件10的整体尺寸和孔比率变化。
如果根据上述大小关系来设定沟槽结构11、沟槽结构交叉点12和贯穿电极13的布局尺寸和处理深度，则能够有效地布置或同时形成沟槽结构11、沟槽结构交叉点12和贯穿电极13。
<沟槽结构11和贯穿电极13的又一形成方法(第三形成方法)>
下文将说明固态摄像元件10中的沟槽结构11和贯穿电极13的又一形成方法(第三形成方法)。
图14是说明第三形成方法的图示，其中，图14的A是固态摄像元件10的平面图，图14的B示出固态摄像元件10中的Si基板20的前表面(与光入射表面相反的表面)的构造，且图14的C示出固态摄像元件10 中Si基板20的后表面(光入射表面)的构造。
下文将说明沟槽结构11和贯穿电极13的第三形成方法。参考图14 的B，在Si基板20的前侧形成深沟槽隔离(DTI：Deep Trench Isolation)41，且在对应于贯穿电极13的位置形成多晶硅电极42。参考图14的C，另一方面，在Si基板20的后侧，形成由绝缘膜44形成的沟槽结构11和由金属43制成的贯穿电极13。
图15是对应于图14的A的剖视图。图15的A对应于沿图14的A 中的线a-a'的部分，其中，沟槽结构11和贯穿电极13形成为彼此重叠。图15的B对应于沿图14的A中的线b-b'的部分，其中形成沟槽结构11。应注意的是，在图15中，图中的上侧为固态摄像元件10的后表面(光入射表面)，且图中的下侧为固态摄像元件10的前表面。
如图15的A和图15的B所示，沟槽结构11由从后侧形成的绝缘膜44形成。另一方面，如图15的A所示，贯穿电极13由彼此连接的从前侧形成的多晶硅电极42和填充在绝缘膜44的壁之间的金属43形成。
接着，图16至图30具体示出第三形成方法。应注意的是，带有后缀“A”的每个附图编号和带有后缀“B”的每个附图编号分别对应于图15的A和图15的B。应注意的是，在图16至图22中，每个附图中的上侧为固态摄像元件10的前表面，且每个附图中的下侧为固态摄像元件10的后表面。还应当注意的是，在图23至图30中，每个附图中的上侧为固态摄像元件10的后表面，且每个附图中的下侧为固态摄像元件10 的前表面。
首先，在Si基板20的前侧形成DTI 41。具体来说，如图16所示，通过光刻对抗蚀剂51执行图案化，以覆盖Si基板20的前表面但不覆盖该前表面的将要形成有DTI 41的沟槽。接着，如图17所示，通过干法刻蚀等，从Si基板20的前侧形成深度为约1μm的沟槽。接着，如图18 所示，通过化学气相沉积(CVD：chemical vapor depostion)等在形成的沟槽中填充诸如氧化膜等绝缘膜44，并通过化学机械研磨(CMP：chemical mechanical polishing)等对Si基板20的前表面上的绝缘膜44的不必要部分进行研磨，以形成DTI 41。
接着，在形成的DTI 41中形成多晶硅电极42。具体来说，如图19 所示，执行光刻对抗蚀剂52进行图案化，以覆盖绝缘膜44但不覆盖绝缘膜44的与将要形成多晶硅电极42的孔相对应的位置。接着，如图20 所示，通过干法刻蚀等处理DTI 41(绝缘膜44)以形成孔。另外，如图21 所示，通过CVD等从Si基板20的前侧形成诸如掺杂多晶硅或金属膜等导电膜53，其中，在形成的孔中填充有导电膜53。另外，如图22所示，通过在Si基板20的前侧的晶体管区域中形成必要结构来形成多晶硅电极42。假设直到此步骤为止，如图22的B所示，诸如PD等光电转换部 54已经形成在Si基板20的被沟槽结构11包围的内部。
接着，从Si基板20的后侧填充金属并将其连接到多晶硅电极42以形成贯穿电极13。具体说来，在如图23所示翻转Si基板20的前侧和后侧之后，通过光刻对抗蚀剂55进行图案化，使得如图24所示，抗蚀剂 55覆盖Si基板20但不覆盖Si基板20的将要形成沟槽结构11的位置(包括将要形成贯穿电极13的位置)。接着，如图25所示，通过干法刻蚀等处理Si基板20，以形成网格图案的沟槽。该干法刻蚀停止在预先形成的 DTI 41的绝缘膜44处。此外，还同时形成用于贯穿电极的沟槽和用于像素间遮光RDTI的沟槽。
接着，如图26所示，通过等离子体CVD等在形成的沟槽中填充诸如氧化膜等绝缘膜56，从而形成沟槽结构11。另外，如图27所示，通过光刻对抗蚀剂57进行图案化，使得抗蚀剂57覆盖绝缘膜56但不覆盖绝缘膜56的将要形成贯穿电极13的位置。另外，如图28所示，通过干法刻蚀等对绝缘膜56(其也是沟槽结构11)进行处理，以形成用于贯穿电极13的孔，直到该孔到达多晶硅电极42。随后，如图29所示，通过溅镀等，使将诸如W、TiN或Ti等金属58填充形成的孔。最后，如图30 所示，通过CMP等去除金属58的位于Si基板20的后表面上的不必要部分，从而完成延伸贯穿Si基板20的贯穿电极13。
根据由上述第三形成方法形成的固态摄像元件10，由于包含有沟槽结构11而能够抑制相邻像素之间的混色。另外，由于沟槽结构11和贯穿电极13而能够不需要提供专用于贯穿电极13的区域，使得能够减小固态摄像元件10的尺寸并能够增大每个像素中的PD的面积，从而改善 Qs和光接收灵敏度。
<沟槽结构11的延伸示例>
图31示出沟槽结构11的延伸示例。
如图31的B所示，每个沟槽结构11可形成为延伸到更深的部分。具体说来，一旦从Si基板20的前侧形成DTI 41，也在沟槽结构11延伸的位置处执行图案化，从而形成沟槽。沟槽填充有与DTI 41相同的绝缘膜44，使得绝缘膜44能够与随后形成的沟槽结构11连接。由此，能够进一步抑制相邻像素之间的混色。
<固态摄像元件的应用示例>
图32是示出根据本发明的实施例的固态摄像元件10的应用示例的概况。
如下文所述，固态摄像元件10例如能够应用到对诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光进行感测的各种情况。
·用于拍摄鉴赏用图像的装置，例如，数码相机、装备有相机功能
的移动设备等。
·用于交通应用的装置，例如，用于拍摄机车车辆的前方、后方、周围以及车内的图像以用于诸如自动停车等安全驾驶或用于识别驾驶员状态等的车载传感器、用于监视行驶车辆和道路的监视相机以及用于测量车辆间距离的测距传感器等。
·用于诸如电视、冰箱和空调等家用电器的装置，这些装置用于根据事先拍摄的用户姿势的图像来执行其操作。
·用于医疗保健的装置，例如，内窥镜和用于基于红外光的接收进行血管造影的装置。
·用于安全应用的装置，例如，用于防止犯罪的监视相机和用于人物识别的相机等。
·用于美容应用的装置，例如，用于拍摄皮肤图像的皮肤测量设备和用于捕获头皮图像的显微镜等。
·用于运动的装置，例如，用于运动等的应用的运动摄像机、可穿戴摄像机等。
·用于农业应用的装置，例如，用于监视田地和农作物状态的摄像机等。
应注意的是，本发明的实施例不应当限于上述实施例，在不背离本发明精神的范围内可以进行各种变化。
本发明还可以采用下述构造。
(1)一种固态摄像元件，其包括：
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板。
(2)根据(1)所述的固态摄像元件，其中，
所述贯穿电极连接形成在所述半导体基板的一侧处的所述光电转换部和形成在所述半导体基板的相反侧处的FD。
(3)根据(1)或(2)所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换部包括形成在所述半导体基板的所述一侧处的光电转换膜。
(4)根据(1)-(3)中任一者所述的固态摄像元件，其中，
所述贯穿电极由填充在孔中的导电膜形成，所述孔形成在用于限定所述沟槽结构的所述绝缘膜中。
(5)一种固态摄像元件的制造方法，其包括：
在半导体基板的深度方向上形成包围所述半导体基板的各个像素部的沟槽，并在所述沟槽中填充绝缘膜，由此形成沟槽结构；且
在所述沟槽结构中的所述绝缘膜中形成孔，并在所述孔中填充导电膜，由此形成贯穿电极。
(6)一种电子装置，在所述电子装置上安装有固态摄像元件，所述固态摄像元件包括：
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板。
(7)一种固态摄像元件，其包括：
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，
其中，所述沟槽结构由直线部和交叉点构成，所述直线部在所述交叉点处彼此交叉，且
所述贯穿电极形成在与所述沟槽结构的所述直线部重叠的位置处。
(8)根据(7)所述的固态摄像元件，其中，
所述沟槽结构的所述直线部和所述交叉点与所述贯穿电极在布局尺寸上具有下述关系：所述贯穿电极>所述沟槽结构的所述交叉点>所述沟槽结构的所述直线部。
(9)根据(7)或(8)所述的固态摄像元件，其中，
所述沟槽结构的所述直线部和所述交叉点与所述贯穿电极在深度上具有下述关系：所述贯穿电极>所述沟槽结构的所述交叉点>所述沟槽结构的所述直线部。
(10)一种用于固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括：
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，
所述沟槽结构由直线部和交叉点构成，所述直线部在所述交叉点处彼此交叉，且
所述贯穿电极形成在与所述沟槽结构的所述直线部重叠的位置处，
其中，所述沟槽结构的所述直线部和所述交叉点与所述贯穿电极在布局尺寸上具有下述关系：所述贯穿电极>所述沟槽结构的所述交叉点> 所述沟槽结构的所述直线部，且
所述沟槽结构的所述直线部和所述交叉点与所述贯穿电极在深度上具有下述关系：所述贯穿电极>所述沟槽结构的所述交叉点>所述沟槽结构的所述直线部。
(11)一种电子装置，在所述电子装置上安装有固态摄像元件，所述固态摄像元件包括：
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，
其中，所述沟槽结构由直线部和交叉点构成，所述直线部在所述交叉点处彼此交叉，且
所述贯穿电极形成在与所述沟槽结构的所述直线部重叠的位置处。
(12)一种固态摄像元件，其包括
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，
其中，所述贯穿电极是通过连接第一导电部和第二导电部而形成的，所述第一导电部从所述半导体基板的一侧形成，所述第二导电部从所述半导体基板的相反侧形成。
(13)根据(12)所述的固态摄像元件，其中，
所述贯穿电极连接形成在所述半导体基板的所述一侧处的所述光电转换部和形成在所述半导体基板的相反侧处的FD。
(14)根据(12)或(13)所述的固态摄像元件，其中，
所述光电转换部包括形成在所述半导体基板的所述一侧处的光电转换膜。
(15)一种固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括：
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，
所述制造方法包括：
在将要形成所述贯穿电极的位置处，从所述半导体基板的一侧形成第二导电部；
在所述半导体基板的深度方向上，从所述半导体基板的相反侧形成包围所述半导体基板的各个所述像素部的沟槽，并在所述沟槽中填充绝缘膜，从而形成沟槽结构；以及
从所述半导体基板的所述相反侧，在所述沟槽结构的所述绝缘膜中形成孔，并在所述孔中填充导电膜以形成第二导电部，使得所述第二导电部与所述第一导电部连接，从而形成所述贯穿电极。
(16)一种电子装置，在所述电子装置上安装有固态摄像元件，所述固态摄像元件包括：
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，
其中，所述贯穿电极是通过连接第一导电部和第二导电部而形成的，所述第一导电部从所述半导体基板的一侧形成，所述第二导电部从所述半导体基板的相反侧形成。
附图标记列表
10固态摄像元件；11沟槽结构；12沟槽结构交叉点；13贯穿电极；14像素部；20Si基板；21STI；22多晶硅电极；32绝缘膜；34金属；41DTI；42多晶硅电极；44绝缘膜；53导电膜；54光电转换部； 56绝缘膜；58金属。

Claims (14)

1.一种固态摄像元件，其包括：
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中，所述光电转换部包括形成在所述半导体基板的一侧上方的光电转换膜；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，
其中，所述贯穿 电极形成在包围所述像素部的四个边中的一个边中，位于形成有所述贯通电极的所述一个边中的所述沟槽结构的宽度比位于其他三个边中的所述沟槽结构的宽度大。
2.根据权利要求1所述的固态摄像元件，其中，
所述贯穿电极连接形成在所述半导体基板的所述一侧上方的所述光电转换膜和形成在所述半导体基板的相反侧处的FD。
3.根据权利要求1或2所述的固态摄像元件，其中，
所述贯穿电极由填充在孔中的导电膜形成，所述孔形成在用于限定所述沟槽结构的所述绝缘膜中。
4.一种用于固态摄像元件的制造方法，其包括：
在半导体基板的深度方向上形成包围所述半导体基板的各个像素部的沟槽，并在所述沟槽中填充绝缘膜，由此形成沟槽结构，所述各个像素部包括形成在所述半导体基板的一侧上方的光电转换膜；且
在所述沟槽结构中的所述绝缘膜中形成孔，并在所述孔中填充导电膜，由此形成贯穿电极，
其中，所述贯穿 电极形成在包围所述像素部的四个边中的一个边中，
位于形成有所述贯通电极的所述一个边中的所述沟槽结构的宽度比位于其他三个边中的所述沟槽结构的宽度大。
5.一种电子装置，在所述电子装置上安装有根据权利要求1至3中任一项所述的固态摄像元件。
6.一种固态摄像元件，其包括：
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中，所述光电转换部包括形成在所述半导体基板的一侧上方的光电转换膜；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，
其中，所述沟槽结构由直线部和交叉点构成，所述直线部在所述交叉点处彼此交叉，且
所述贯穿电极形成在与所述沟槽结构的所述直线部重叠的位置处，
其中，所述贯穿 电极形成在包围所述像素部的四个边中的一个边中，
位于形成有所述贯穿 电极的所述一个边中的所述沟槽结构的宽度比位于其他三个边中的所述沟槽结构的宽度大。
7.根据权利要求6所述的固态摄像元件，其中，
所述沟槽结构的所述直线部和所述交叉点与所述贯穿电极在布局尺寸上具有下述关系：所述贯穿电极>所述沟槽结构的所述交叉点>所述沟槽结构的所述直线部。
8.根据权利要求6或7所述的固态摄像元件，其中，
所述沟槽结构的所述直线部和所述交叉点与所述贯穿电极在深度上具有下述关系：所述贯穿电极>所述沟槽结构的所述交叉点>所述沟槽结构的所述直线部。
9.一种用于固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括：
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中，所述光电转换部包括形成在所述半导体基板的一侧上方的光电转换膜；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，
所述沟槽结构由直线部和交叉点构成，所述直线部在所述交叉点处彼此交叉，且
所述贯穿电极形成在与所述沟槽结构的所述直线部重叠的位置处，
其中，所述沟槽结构的所述直线部和所述交叉点与所述贯穿电极在布局尺寸上具有下述关系：所述贯穿电极>所述沟槽结构的所述交叉点>所述沟槽结构的所述直线部，且
所述沟槽结构的所述直线部和所述交叉点与所述贯穿电极在深度上具有下述关系：所述贯穿电极>所述沟槽结构的所述交叉点>所述沟槽结构的所述直线部。
10.一种电子装置，在所述电子装置上安装有根据权利要求6至8中任一项所述的固态摄像元件。
11.一种固态摄像元件，其包括
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中，所述光电转换部包括形成在所述半导体基板的一侧上方的光电转换膜；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，
其中，所述贯穿电极是通过连接第一导电部和第二导电部而形成的，所述第一导电部从所述半导体基板的一侧形成，所述第二导电部从所述半导体基板的相反侧形成，并且
其中，所述第一导电部和所述第二导电部形成在所述沟槽结构的所述绝缘膜的所述壁内。
12.根据权利要求11所述的固态摄像元件，其中，
所述贯穿电极连接形成在所述半导体基板的所述一侧上方的所述光电转换膜和形成在所述半导体基板的相反侧处的FD。
13.一种用于固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括：
光电转换部，所述光电转换部形成在半导体基板的各个像素部中，所述光电转换部包括形成在所述半导体基板的一侧上方的光电转换膜；
沟槽结构，所述沟槽结构由在所述半导体基板的深度方向上形成的绝缘膜的壁限定，并包围各个所述像素部；以及
贯穿电极，所述贯穿电极在与所述沟槽结构重叠的位置处形成为贯穿所述半导体基板，
所述制造方法包括：
在将要形成所述贯穿电极的位置处，从所述半导体基板的一侧形成第一导电部；
在所述半导体基板的深度方向上，从所述半导体基板的相反侧形成包围所述半导体基板的各个所述像素部的沟槽，并在所述沟槽中填充所述绝缘膜，从而形成所述沟槽结构；以及
从所述半导体基板的所述相反侧，在所述沟槽结构的所述绝缘膜中形成孔，并在所述孔中填充导电膜以形成第二导电部，使得所述第二导电部与所述第一导电部连接，从而形成所述贯穿电极，其中，所述第一导电部和所述第二导电部形成在所述沟槽结构的所述绝缘膜的所述壁内。
14.一种电子装置，在所述电子装置上安装有根据权利要求11至12中任一项所述的固态摄像元件。
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