CN108010927A - 光电转换装置和图像拾取系统 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及光电转换装置和图像拾取系统。一种光电转换装置包括多个单元，每个单元包括设置在半导体层中的电荷产生区。所述多个单元中的第一单元和第二单元均包括电荷储存区、电介质区以及第一遮光层，电荷储存区被配置为储存从电荷产生区传输到其的电荷，电介质区位于电荷产生区的上方并且被绝缘体层围绕，第一遮光层覆盖电荷储存区，位于绝缘体层和半导体层之间，并且第一遮光层具有位于电荷产生区上方的开口。第一单元的电荷产生区能够通过第一遮光层的开口接收光。第二单元的电荷产生区被第二遮光层覆盖。

Description

光电转换装置和图像拾取系统
技术领域
本发明涉及光电转换装置中的遮光层。
背景技术
光电转换装置通过使用来自均包括被遮光的光电转换单元的像素的信号对来自均包括接收光的光电转换单元的像素的信号进行校正以便实现黑色级校正。均包括接收光的光电转换单元的像素被称为有效像素或光接收像素，均包括被遮光的光电转换单元的像素被称为光学黑色(OB)像素或被遮光像素。
根据日本专利公开No.2012-156334中描述的第一实施例，光学波导设置在固态图像拾取设备的有效像素区和OB像素区这两个区中的光电转换单元的上方。遮光膜设置在OB像素区中光电转换单元和光学波导之间。
根据日本专利公开No.2012-156334中描述的第四实施例的固态图像拾取设备具有全局快门功能。遮光膜设置在固态图像拾取设备的有效像素区和OB像素区这两个区中的电荷累积单元的上方。遮光膜延伸到OB像素区中的光电转换单元的上方。
发明内容
本公开的第一方面提供一种光电转换装置，该光电转换装置包括多个单元，每个单元包括设置在半导体层中的电荷产生区。所述多个单元中的第一单元和所述多个单元中的第二单元中的每一个包括电荷储存区、电介质区以及第一遮光层，电荷储存区被配置为储存从电荷产生区传输到其的电荷，电介质区位于电荷产生区的上方，并且被绝缘体层围绕，第一遮光层覆盖电荷储存区，位于绝缘体层和半导体层之间，并且第一遮光层具有位于电荷产生区上方的开口。第一单元被配置为使得第一单元的电荷产生区能够通过第一遮光层的开口接收光，并且第二单元的电荷产生区被第二遮光层覆盖。
本公开的第二方面提供一种光电转换装置，该光电转换装置包括第一单元和第二单元。第一单元和第二单元中的每一个包括设置在半导体层中的n型第一杂质区、设置在半导体层中的n型第二杂质区(电荷从第一杂质区传输到第二杂质区)、位于第一杂质区上方并且被绝缘体层围绕的电介质区、以及在绝缘体层和半导体层之间覆盖第二杂质区的第一遮光层，以及第一遮光层具有位于第一杂质区上方的开口。第一单元被配置为使得第一单元的第一杂质区能够通过第一遮光层的开口接收光。第二单元被配置为使得第二单元的第一杂质区被第二遮光层覆盖。
本公开的第三方面提供一种光电转换装置，该光电转换装置包括多个单元，每个单元包括设置在半导体层中的电荷产生区。所述多个单元中的第一单元和第二单元中的每一个包括电荷检测区和电介质区，电荷检测区被配置为检测从电荷产生区传输到其的电荷，电介质区位于电荷产生区的上方，并且被绝缘体层围绕。在位于第一单元和第二单元之间的中间区中，半导体层被位于绝缘体层和半导体层之间的第一遮光层覆盖，并且半导体层的被第一遮光层覆盖的面积大于电荷产生区的面积。中间区和第二单元的电荷产生区被第二遮光层覆盖，第二遮光层位于绝缘体层的与半导体层相反的一侧。
从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得清楚。
附图说明
图1A和1B是分别例示说明光电转换装置和图像拾取系统的示意图。
图2A和2B是例示说明像素单元的配置的示意图。
图3A至3C是光电转换装置的示意性截面图。
图4是光电转换装置的示意性平面图。
图5是光电转换装置的示意性截面图。
图6A至6C是例示说明光电转换装置的制作方法的示意性截面图。
图7A至7C是例示说明光电转换装置的制作方法的示意性截面图。
图8A至8C是例示说明光电转换装置的制作方法的示意性截面图。
图9A至9C是例示说明光电转换装置的制作方法的示意性截面图。
图10A和10B是光电转换装置的示意性截面图。
图11是光电转换装置的示意性平面图。
图12是光电转换装置的示意性截面图。
具体实施方式
在研究光导路径(光学波导)和全局快门功能的组合的过程中，发明人已经发现，通过日本专利公开No.2012-156334的技术实现的黑色级校正精度不足够高。因为这个问题，日本专利公开No.2012-156334的技术未能提高从黑色级校正得到的信号的质量(例如图像质量)。因此，本公开提供一种能够获得良好质量的信号的光电转换装置。
下面将参照附图来描述本发明的实施例。在下面给出的描述和附图中，在多个附图中共同例示说明的每个组件用相同的标号表示。因此，这样的共同组件是参照多个附图描述的，并且用相同标号表示的组件的描述被适当地省略。
将参照图1A来描述光电转换装置IS的配置。光电转换装置IS包括在半导体芯片IC中的多个像素单元UNT。所述多个像素单元UNT中的每个包括设置在半导体层中的电荷产生单元。像素单元UNT设置在光电转换装置IS的光接收区PXR和被遮光区OBR中。像素单元UNT不仅包括主单元，而且还包括子单元，每个主单元用于产生通过光电转换装置IS获得的图像中的对应像素的基本信息，子单元是具有与主单元的配置类似的配置的单元。主单元是设置在光接收区PXR中的光接收单元，子单元是设置在被遮光区OBR中的被遮光单元。注意，如图1A的例子所示，中间区DMR可以设在光接收区PXR和被遮光区OBR之间。在该例子中，像素单元NUT还设置在中间区DMR中。设置在中间区DMR中的像素单元(虚设(dummy)单元)也是子单元。光电转换装置IS可以在设置像素单元UNT的像素区的外部包括外围区PRR。
图1B例示说明包括光电转换装置IS的图像拾取系统SYS的配置的例子。图像拾取系统SYS可以进一步包括以下中的至少一个：光学系统OU、控制设备CU、处理设备PU、显示设备DU以及存储器设备MU。稍后将描述图像拾取系统SYS的细节。
第一实施例
将参照图2A至3C来描述光电转换装置IS的第一实施例。
图2A是每个像素单元UNT的电路图的例子。像素单元UNT可以包括电荷产生单元2、电荷储存单元5、电荷检测单元3以及电荷输出单元11，这些单元构成像素电路。基于电荷检测单元3处的电荷的信号从像素单元UNT输出到信号输出线10。像素单元的像素电路进一步包括控制器，所述控制器被配置为在处理电荷的单个的单元的连接(传输)和断开(不传输)之间切换，或者被配置为放大信号。控制器的具体例子包括第一传输门4、第二传输门6、第三传输门1、重置晶体管7、放大晶体管8以及选择晶体管9。第一传输门4、第二传输门6和第三传输门1每个都是金属氧化物半导体(MOS)门。重置晶体管7、放大晶体管8和选择晶体管9每个都是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。电荷产生单元2、电荷储存单元5、电荷检测单元3和电荷输出单元11可以被认为是如下晶体管的源极和/或漏极，该晶体管具有对应传输门作为其栅极。
电荷产生单元2能够产生基于由此接收的光量的信号电荷。注意，即使由于遮光层而没有光入射到电荷产生单元2，电荷产生单元2也产生用作暗电流的噪声电荷。光电二极管可以用作电荷产生单元2。电荷储存单元5经由第一传输门4连接到电荷产生单元2。电荷储存单元5用作接地的电容器，并且暂时累积从电荷产生单元2传输到其的电荷。电荷检测单元3将从电荷储存单元5传输到其的电荷转换为电压信号。电荷检测单元3包括设置在半导体层中的杂质区，并且具有电容，该电容包括在该节点处出现的寄生电容。电荷检测单元3的杂质区是浮置扩散(FD)区。电荷检测单元3经由第二传输门6连接到电荷储存单元5。电荷检测单元3还连接到重置晶体管7的源极和放大晶体管8的栅极。电源电压从电源线12供给放大晶体管8的漏极。电源电压还从电源线12供给重置晶体管7的漏极。放大晶体管8构成源极跟随器电路。当重置晶体管7被设置为导通(ON)状态时，电荷检测单元3的电压被重置为重置电压(在这种情况下为电源电压)。此时，基于重置电压的重置信号输出到放大晶体管8的源极。
当第二传输门6被设置为导通状态时，电荷从电荷储存单元5传输到电荷检测单元3。电荷检测单元3然后将基于传输的电荷的量的信号电压输出到放大晶体管8的源极。
放大晶体管8的源极连接到选择晶体管9的漏极。选择晶体管9的源极连接到信号输出线10。当选择晶体管9被设置为导通状态时，重置信号或像素信号输出到信号输出线10。这样，来自像素的信号被读出。
电荷产生单元2进一步经由第三传输门1连接到电荷输出单元11。当第三传输门1被设置为导通状态时，电荷产生单元2中累积的电荷输出到电荷输出单元11。电荷输出单元11的杂质区是溢流漏(OFD)区。电荷输出单元11被供给电压，通过该电压，成功地消除从电荷产生单元2传输到电荷输出单元11的电荷。在该实施例中，电源电压从电源线12供给电荷输出单元11。该连接在图2A中未被示出。
用于对所有像素同时设置预定曝光时间段的电子快门(全局电子快门)是通过从所有像素同时将电荷输出到电荷输出单元11并且稍后将在电荷产生单元2产生的电荷传输到电荷储存单元5来实现的。通过该功能，由于从单个的像素顺序读取电荷而导致的曝光定时变化减小，因此，所得图像的失真减小。注意，用于实现全局电子快门的像素电路及其驱动方法不限于上述像素电路和驱动方法，并且可以被各种各样地修改。
图2B是根据第一实施例的光接收区PXR和被遮光区OBR中的像素单元UNT的半导体层附近的一部分的平面图。在下文中，光接收区PXR中的每个像素单元被称为光接收单元PXL，被遮光区OBR中的每个像素单元被称为被遮光单元OBA。
首先将描述图2A所示的电路组件和图2B所示的结构之间的对应关系。参照图2B，被实线围绕的元件区100(有源区)外部的区域是由绝缘体组成的元件隔离区。图2B例示说明电荷产生区102和电荷储存区105，电荷产生区102用作电荷产生单元2的杂质区，电荷储存区105用作电荷储存单元5的杂质区。图2B进一步例示说明电荷检测区103和电荷输出区111，电荷检测区103用作电荷检测单元3的杂质区，电荷输出区111用作电荷输出单元11的杂质区。因为电子在第一实施例中被看作信号电荷，所以电荷产生区102、电荷储存区105、电荷检测区103以及电荷输出区111每个都是n型杂质区。在空穴被看作信号电荷的情况下，这些杂质区是相反导电类型(即，p型)杂质区。
图2B还例示说明用作第一传输门4的栅极电极104、用作第二传输门6的栅极电极106以及用作第三传输门1的栅极电极101。图2B进一步例示说明重置晶体管7的栅极电极107以及放大晶体管8的栅极电极108。用作第一传输门4的栅极电极104设置在电荷产生区102和电荷储存区105之间。用作第二传输门6的栅极电极106设置在电荷储存区105和电荷检测区103之间。重置晶体管7的栅极电极107邻近电荷检测区103设置。在栅极电极107的与电荷检测区103相反的一侧，设置用作重置晶体管7的漏极的杂质区112。该杂质区112还用作放大晶体管8的漏极。放大晶体管8的栅极电极108邻近杂质区112设置。在栅极电极108的与杂质区112相反的一侧，设置用作放大晶体管8的源极的杂质区113。选择晶体管9在图2B中未被示出。选择晶体管9可以设置在例如放大晶体管8的与重置晶体管7相反的一侧。用作放大晶体管8的源极的杂质区113还可以用作选择晶体管9的源极。用作第三传输门1的栅极电极101邻近电荷产生区102设置。栅极电极101设置在电荷产生区102的与设置栅极电极104的一侧不同的一侧。在栅极电极101的与电荷产生区102相反的一侧，设置构成电荷输出单元11的一部分的电荷输出区111。电荷输出区111用作如下晶体管的漏极，该晶体管具有作为其栅极的第三传输门1。
每个光接收单元PXL和每个被遮光单元OBA包括至少覆盖电荷储存区105的下遮光层109。在每个光接收单元PXL和每个被遮光单元OBA中，下遮光层109在电荷产生区102的上方具有开口190。每个光接收单元PXL的电荷产生区102能够通过开口190接收来自对象的光。因此，每个光接收单元PXL的电荷产生区102用作光电转换区。基于在每个光接收单元PXL的电荷产生区102中产生的信号电荷的信号可以被作为图像信号进行处理。尽管每个光接收单元PXL的开口190和每个被遮光单元OBA的开口190可取地具有相同的或基本上相同的形状，但是它们可以具有不同的形状。每个被遮光单元OBA的开口190可取地具有大于或等于每个光接收单元PXL的开口190的面积的0.8倍、并且小于或等于该光接收单元PXL的开口190的面积的1.2倍的面积。这些尺寸是基于如下事实，即，如果两个圆中的一个具有大于或等于另一个圆的半径的0.9倍，并且小于或等于另一个圆的半径的1.1倍的半径，则这两个圆中的这个圆具有大约大于或等于另一个圆的面积的0.8倍、并且小于或等于另一个圆的面积的1.2倍的面积。在第一实施例中，除了电荷储存区105之外，下遮光层109还覆盖栅极电极104、106和101的部分。具体地说，下遮光层109不覆盖栅极电极104、106和101的设置接触插塞的部分。通过这样的配置，即使使用由多晶硅组成的传送可见光从其通过的栅极电极，也成功地减小通过栅极电极入射到半导体层200(图3A至3C)的光量。此外，如从图2B所示的电荷产生区102的轮廓线和开口190之间的位置关系所理解的，开口190在平面图中的面积小于电荷产生区102在平面图中的面积。通过该配置，下遮光层109还覆盖电荷产生区102的外围部分。因此，成功地进一步减小通过栅极电极入射到半导体层200的光量。
在每个光接收单元PXL和每个被遮光单元OBA中，下遮光层109在栅极电极104、106、107和108、电荷检测区103以及杂质区112和113的上方具有开口191。接触插塞经由开口191连接到栅极电极104、106、107和108、电荷检测区103以及杂质区112和113。下遮光层109还在栅极电极104和101以及电荷输出区111的上方具有开口192。接触插塞经由开口192连接到栅极电极104和101以及电荷输出区111。图2B将接触插塞例示为黑点。开口191和192与开口190分开地设在下遮光层109中以具有与开口190的形状不同的形状，从而使得多个接触插塞被设置为从那里通过。
电介质区130设置在电荷产生区102的上方以与电荷产生区102至少部分重叠。另外，电介质膜110设置在电荷产生区102的上方以使得电介质区130与电介质膜110至少部分重叠。电介质膜110位于电介质区130和电荷产生区102之间。稍后将描述电介质区130和电介质膜110的细节。
图3A和3B分别例示说明沿着图2B所示的线IIIA-IIIA和线IIIB-IIIB截取的截面结构。图3C例示说明图1A所示的外围区PRR的截面结构。
在第一实施例中，包括布线层2161、2162和2163以及层间绝缘层2141、2142、2143和2144的多层布线结构设置在半导体层200的上方。在下文中，布线层2161、2162和2163共同称为布线层216X，并且层间绝缘层2141、2142、2143和2144共同称为层间绝缘层214X。
在第一实施例中，将举例描述像素单元UNT包括三个布线层的情况。像素单元UNT可以可替代地包括四个或更多个布线层或两个布线层。
层间绝缘层214X每个都是用于使布线层与其他层绝缘的绝缘体层。层间绝缘层2141位于半导体层200和布线层2161之间。层间绝缘层2142位于布线层2161和布线层2162之间。层间绝缘层2143位于布线层2162和布线层2163之间。折射率约为1.5的硅氧化物(SiO)可以用于层间绝缘层214X。层间绝缘层214X可取地含有硅(Si)、氧(O)和氢(H)。层间绝缘层214X中所含的氢对于实现半导体层200的氢终止是有用的。层间绝缘层214X可以进一步含有。含有硅(Si)、氧(O)、碳(C)和氢(H)的绝缘体层可以具有小于4.0或3.0的低介电常数(低k)。对于层间绝缘层214X使用低介电常数材料成功地减小布线结构的阻容(RC)延迟，并且成功地加速操作。
下遮光层109设置在层间绝缘层214X和半导体层200之间，并且覆盖电荷储存区105。在第一实施例中，下遮光层109设置在半导体层200和层间绝缘层2141之间，层间绝缘层2141设置在布线层2161和半导体层200之间，并且接触插塞(未示出)穿过层间绝缘层2141。
每个光接收单元PXL和每个被遮光单元OBA、OBB包括设置在电荷产生区102上方的电介质区130。电介质区130被层间绝缘层214X围绕，层间绝缘层214X设置在半导体层200的上方。电介质区130在平面图中具有圆形形状。可替代地，电介质区130在平面图中可以具有正方形、矩形、椭圆形、卵形或多边形形状。特别地，电介质区130可取地被位于多个布线层2161、2162和2163之间的层间绝缘层2142和2143围绕，因为由于布线层2161、2162和2163的存在而导致的光损失通过在多个布线层2161、2162和2163附近设置电介质区130成功地减小。
层间绝缘层214X具有孔218。电介质区130位于该孔218中。结果，电介质区130被层间绝缘层214X围绕。电介质区130可取地通过用构成电介质区130的电介质材料填充孔218而形成，孔218被形成为穿过多层布线结构的多个层间绝缘层214X。可替代地，可以首先形成电介质区130，然后可以围绕电介质区130形成层间绝缘层214X。
电介质区130可取地由折射率高于层间绝缘层214X的材料的折射率的材料组成。通过这样的配置，以预定角度倾斜地入射到电介质区130和每个层间绝缘层214X之间的界面的光完全被该界面反射。因此，入射到电介质区130的光被阻碍泄漏到层间绝缘层214X，并且更多入射光到达电荷产生区102。这样，电介质区130与层间绝缘层214X一起构成具有芯-包层结构的光导路径(光学波导)。在光导路径中，电介质区130用作芯，层间绝缘层214X用作包层。例如，折射率约为2.0的硅氮化物(SiN)可以用作电介质区130的材料。电介质区130可取地含有硅(Si)、氮(N)和氢(H)。电介质区130中所含的氢对于实现半导体层200的氢终止是有用的。注意，层间绝缘层214X和电介质区130的材料不限于硅氧化物和硅氮化物的组合。只是要求所述材料使得电介质区130的折射率高于层间绝缘层214X的折射率以便构成光导路径，并且任何给定材料可以被选择。作为电介质区130的材料，可以使用折射率约为1.8的硅氮氧化物(SiON)或有机膜材料和通过将比如氧化钛的颗粒混合到有机膜材料而获得的材料。注意，电介质区130无需一定构成光导路径。电介质区130可以由硅氧化物组成，就像层间绝缘层214X那样。电介质区130和层间绝缘层214X之间的界面可选地用作势垒(barrier)，并且可以具有光导功能。因为穿过多个层间绝缘层214X的电介质区130可以减少一直到电荷产生区102安置的界面的数量，所以这样的配置对于提高灵敏度是有效的。
用作光导路径的电介质区130具有使入射光汇聚到电荷产生区102的功能。因为入射到电荷产生区102的光量在光接收单元PXL中由于电介质区130而增大，所以与电介质区130不存在的情况相比，灵敏度提高。特别地，在电荷产生区102小或利用图像拾取装置的照相机的镜头具有大F数的情况下，灵敏度有时降低。然而，该降低的影响可以通过提供电介质区130来减小。
层间绝缘层214X可以由不同材料组成的堆叠膜构成。在这样的情况下，电介质区130被配置为使得电介质区130的折射率高于围绕其的层间绝缘层的折射率。电介质区130具有前向锥形形状，在该形状中，直径从光入射表面朝向光退出表面缩小。通过该形状，大量入射光可以通过电介质区130汇聚到电荷产生区102。电介质区130可以被配置为使得其直径逐步缩小。
设置在电介质区130和电荷产生区102之间的电介质膜110可以充当抑制电介质区130和电荷产生区102之间的反射的防反射膜。另外，在制造过程中，电介质膜110可以充当形成孔218时的蚀刻停止膜。
此外，如从电介质膜110的轮廓线和图2B中的开口190之间的位置关系所理解的，开口190在平面图中的面积小于电介质膜110在平面图中的面积。通过该配置，电介质膜110还覆盖下遮光层109的端部。结果，电介质膜110被设置为在层间绝缘层214X和下遮光层109之间延伸并且在电介质区130和电荷产生区102之间部分覆盖下遮光层109。电介质膜110可以由折射率高于层间绝缘层214X的折射率的材料组成。特别地，电介质膜110可取地具有比层间绝缘层214X的位于电荷储存区105上方的部分的折射率高的折射率。通过这样的结构，从电介质区130泄漏的光被成功地阻碍进入电荷储存区105。
在该实施例中，电荷储存区105和下遮光层109之间的距离小于电介质区130和电荷产生区102之间的距离。通过该配置，可以避免杂散光或从电介质区130退出的光通过下遮光层109和半导体层200之间的部分并且进入电荷储存区105、因此降低信号的精度的情形。在该实施例中，因为提供了电介质膜110，所以与提供下遮光层109相比，电介质区130被提供为离半导体层200更远，至少达与电介质膜110的厚度相等的距离。
下遮光层109覆盖电荷储存区105，并且在电荷产生区102的上方具有开口190。电介质膜110被设置为覆盖整个电荷产生区102以及部分下遮光层109。另外，由绝缘体组成的元件隔离区设置在图2B中实线指示的部分之外。下遮光层109被设置为在平面图中与电荷产生区102的部分重叠，并且具有在平面图中与电荷产生区102的另一部分重叠的开口。下遮光层109被设置为覆盖电荷储存区105以及将电荷从电荷产生区102传输到电荷储存区105的晶体管的栅极电极104的至少一部分。下遮光层109的与电荷产生区102重叠的部分具有在栅极电极104上方延伸的部分以及在栅极电极101上方延伸的部分。下遮光层109通过抑制光进入电荷储存区105来抑制由于入射光而导致的电荷储存区105中的电荷产生以及噪声产生。下遮光层109可以通过使用不容易使可见光透射穿过的材料(例如，钨、硅化钨、氧化钨、铝或它们的合金膜)而形成。下遮光层109可取地具有10nm或更大和1000nm或更小的厚度，例如，100nm或更大和200nm或更小的厚度。因为下遮光层109在栅极电极上方的部分和下遮光层109的其他部分是同时形成的，所以下遮光层109具有由栅极电极的厚度导致的不均匀表面。
图2B例示说明电介质区130的下表面131和上表面132。电介质区130的下表面131用作光退出表面，电介质区130的上表面132用作光入射表面。尽管电介质区130被设置为使得下表面131在图2B中的平面图中完全包括在电荷产生区102中，但是仅要求电介质区130被设置为使得下表面131的至少一部分在平面图中与电荷产生区102重叠。
尽管在该实施例中电介质区130被设置为使得下表面131在平面图中完全包括在开口190中，但是仅要求电介质区130被设置为使得下表面131的至少一部分在平面图中位于开口190内。另外，尽管在该实施例中电介质区130被设置为使得上表面132在平面图中完全包括开口190，但是仅要求电介质区130被设置为使得上表面132的至少一部分在平面图中与开口190重叠。如该实施例中的具有前向锥形形状的电介质区130的宽度由上表面132的宽度确定。将电介质区130的宽度设置为大于开口190的宽度就提高光利用效率来说是有效的。特别地，将下表面131配置为在平面图中完全包括在开口190中并且将上表面132配置为在平面图中完全包括开口190就提高光利用效率来说是有效的。
由与电介质区130的材料相同的材料组成的电介质材料膜133设置在层间绝缘层214X的上方。在光接收区PXR中，相邻光接收单元PXL的多个电介质区130由电介质材料膜133互连。因为电介质区130需要被层间绝缘层214X围绕，所以构成电介质区130和电介质材料膜133并且与层间绝缘层2144的上表面分离的电介质材料的一部分被认为是电介质材料膜133。即，电介质区130被电介质材料膜133覆盖。为方便起见，图3A和3B将电介质区130和电介质材料膜133之间的边界例示为虚线。该虚线指示电介质区130的前述上表面132。在实际的设备中，该界面无需存在于电介质区130和电介质材料膜133之间。可以省略电介质材料膜133。
硅氮氧化物层228和中间层229设置在电介质区130的上方，电介质材料膜133介于电介质区130和硅氮氧化物层228之间。中间层229是由硅氧化物或硅氮化物组成的无机材料层。中间层229具有调整半导体层200和位于中间层229上方的层之间的距离的功能。硅氮氧化物层228充当用于抑制由硅氧化物组成的中间层229和电介质材料膜133或电介质区130之间的反射的防反射层。在每个光接收单元PXL和每个被遮光单元OBA中，电介质区130位于半导体层200和中间层229之间，中间层229是无机材料层。
在该实施例中，每个光接收单元PXL和每个被遮光单元OBA包括电介质区130。另外，位于半导体层200和层间绝缘层214X(层间绝缘层214X是围绕电介质区130的绝缘体层)之间的下遮光层109在光接收单元PXL和被遮光单元OBA中具有开口190。通过这样的配置，成功地减小光接收单元PXL和被遮光单元OBA之间电介质区130对像素电路的影响的差异。电介质区130和下遮光层109对像素电路的影响的例子包括光学影响。例如，当与不提供电介质区130的情况相比，光利用效率作为在光接收单元PXL中提供电介质区130的结果而提高时，泄漏到下遮光层109下面的部分的光量也可以增大。随着下遮光层109变得更靠近半导体层200，半导体层200和下遮光层109之间的相互作用加强。
电介质区130和下遮光层109对像素电路的影响的例子包括电气影响。特别地，当电介质区130的介电常数不同于围绕电介质区130的层间绝缘层214X的介电常数时，电荷产生区102上方的介电常数根据是电介质区130位于电荷产生区102上方、还是绝缘体层代替电介质区130位于电荷产生区102上方而改变。结果，像素电路的静电电容(例如寄生电容)可以根据开口190是否存在以及电介质区130是否存在而改变。
电介质区130和下遮光层109对像素电路的影响的例子包括物理或化学影响。特别地，物理或化学影响中的一些是由于根据开口190是否存在以及电介质区130是否存在的氢终止而导致的界面状态差异、以及由于当形成开口190和电介质区130时生成的蚀刻损伤而导致的缺陷密度差异。这些差异是半导体层200的原子级差异。这样的原子级差异可以大大地影响电荷处理区(比如电荷产生区102、电荷储存区105以及电荷检测区103)中来自像素电路的输出信号。
在该实施例中，光接收单元PXL和被遮光单元OBA可以具有与如图3A和3B所示的从半导体层200到中间层229的结构相同的或基本上相同的结构。特别地，下遮光层109在光接收区PXR和被遮光区OBR这两个区中各自的电荷产生区102上方具有开口190，并且光接收区PXR和被遮光区OBR这两个区都具有包括电介质区130和电介质膜110的结构。因此，在被遮光区OBR和光接收区PXR之间由于氢烧结效应而供给电荷产生区102的氢的量基本上没有差异，或者差异非常小。另外，在光接收区PXR和被遮光区OBR之间在制造期间对电荷产生区102的损伤程度基本上没有差异，或者差异非常小。因此，成功地减小光接收单元PXL和被遮光单元OBA之间电荷产生区102的性质差异。
被遮光区OBR中的每个被遮光单元OBA包括为电荷产生区102遮光的上遮光层231。上遮光层231被设置为比下遮光层109更远离半导体层200。即，上遮光层231和半导体层200之间的距离大于下遮光层109和半导体层200之间的距离。被遮光单元OBA和被遮光单元OBB包括上遮光层231。下遮光层109的开口190位于电荷产生区102和上遮光层231之间。通过该配置，即使下遮光层109具有开口190，被遮光单元OBA的电荷产生区102也被上遮光层231遮光。因此，成功地从每个被遮光单元OBA获得用于黑色级校正的参考信号。
上遮光层231由遮光材料(例如，具有低透光率(10％或更低)的有机材料或金属材料，比如黑色材料)组成。上遮光层231的材料可取地对于从400nm到600nm的波长的光具有高反射率。在该实施例中，上遮光层231主要由铝组成。上遮光层231在被遮光区OBR中被设置为与电荷产生区102的整个表面重叠。上遮光层231可取地遍布被遮光区OBR设置。注意，上遮光层231可以用作递送电源电压或信号的布线。
下遮光层109的主成分和位于下部的布线层2161的主成分可以是相互不同的，因为适合于布线层2161的材料和适合于下遮光层109的材料是相互不同的。同样地，上遮光层231的主成分和上部的布线层2163的主成分可以是相互不同的，因为适合于上遮光层231的材料和适合于布线层2163的材料是相互不同的。在该实施例中，下遮光层109的主成分是钨，上遮光层231的主成分是铝，布线层2161、2162和2163的主成分是铜。
在该实施例中，上遮光层231设置在电介质区130的上方。即，电介质区130位于上遮光层231和电荷产生区102之间。通过这样的配置，成功地在光接收单元PXL和被遮光单元OBA之间减小电介质区130的存在对电荷产生区102的影响的差异，因为设置在电介质区130上方的上遮光层231很难影响电介质区130和电荷产生区102。
上遮光层231设置在中间层229上。即，在被遮光单元OBA中，中间层229(其是无机材料层)位于上遮光层231和电介质区130之间。
下遮光层109覆盖电荷储存区105。下遮光层109在电荷产生区102上方具有开口190。电介质膜110被设置为覆盖整个电荷产生区102以及下遮光层109的一部分。如光接收区PXR中那样，栅极电极101、电介质区130、栅极电极104、电荷储存区105、栅极电极107、栅极电极108、下遮光层109、电介质膜110以及电荷检测区103也被设置在被遮光区OBR中。然而，在被遮光区OBR中，电荷产生区102被上遮光层231覆盖。因此，来自电荷产生区102的信号可以被作为用于黑色级校正的参考信号进行处理。
上遮光层231作为遮光的屏蔽被设置在每个被遮光单元OBA中。被遮光单元OBA的在电荷产生区102和上遮光层231之间的结构与光接收单元PXL的从半导体层200到中间层229的结构基本上是相同的，或者结构差异非常小。通过这样的配置，预计从每个被遮光单元OBA获得的信号作为用于黑色级校正的参考信号具有更高精度。
如图3B所示，在被遮光区OBR中，除了被遮光单元OBA之外，还可以提供被遮光单元OBB。被遮光单元OBB包括电荷储存区105，电荷储存区105储存从被遮光单元OBB的电荷产生区102传输到其的电荷。被遮光单元OBB包括电介质区130，电介质区130位于被遮光单元OBB的电荷产生区102的上方，并且被层间绝缘层214X围绕。在被遮光单元OBB中，下遮光层109在层间绝缘层214X和半导体层200之间覆盖被遮光单元OBB的电荷储存区105。此外，在被遮光单元OBB中，下遮光层109在电介质区130和半导体层200之间覆盖电荷产生区102。即，在被遮光单元OBB中，下遮光层109不仅覆盖电荷储存区105，而且还覆盖电荷产生区102。上遮光层231如被遮光单元OBA中那样设置在电介质区130的上方，电介质区130被上遮光层231覆盖，并且被遮光。被遮光单元OBB中的上遮光层231由遮光膜230构成，遮光膜230延续到被遮光单元OBA中的上遮光层231。
被遮光单元OBB与被遮光单元OBA的不同之处在于，被遮光单元OBB的下遮光层109在电荷产生区102的上方不具有与被遮光单元OBA的开口190相对应的开口。在被遮光单元OBB中，下遮光层109可以具有与被遮光单元OBA的开口191和192等同的开口。另外，因为被位于电荷产生区102上方的下遮光层109遮光的半导体层200的面积在被遮光单元OBB中大于在被遮光单元OBA中，所以遮光程度高，因此黑色级的光学精度高于被遮光单元OBA的黑色级的光学精度。然而，就光接收单元PXL的噪声分量的再现性来说，被遮光单元OBB次于就像光接收单元PXL那样具有开口190的被遮光单元OBA。因此，使用来自被遮光单元OBA的信号的黑色级校正和使用来自被遮光单元OBB的信号的黑色级校正可取地用于不同的情况，或者根据需要组合使用。尽管被遮光单元OBA和被遮光单元OBB可以如该实施例中那样共存于被遮光区OBR中，但是在被遮光区OBR中可以不设置被遮光单元OBB，而是在被遮光区OBR中仅设置被遮光单元OBA。另外，如果在被遮光单元OBB中电荷产生区102仅用下遮光层109就被充分遮光，则可以省略上遮光层231。
将详细描述像素单元UNT的结构。参照图3A和3B，半导体层200中的电荷产生区102例如是n型杂质区。在多个像素单元UNT中，用作电荷产生区102的n型杂质区是电荷收集区，并且具有基本上相同的杂质浓度。具体地说，当Cnmax表示光接收单元PXL的电荷产生区102的最高n型杂质浓度时，除了光接收单元PXL之外的像素单元UNT的最高n型杂质浓度大于或等于Cnmax/2(一半)且小于或等于2×Cnmax(两倍)。除了n型电荷产生区102之外，电荷产生单元2的光电二极管还包括如下电荷产生区，该电荷产生区是在各侧以及n型电荷产生区102的下面与n型电荷产生区102形成p-n结的p型杂质区。电荷产生区102的范围是产生将被用作电荷收集区的n型电荷产生区102收集的电荷的范围。该范围由半导体层200中的电位分布确定。其中产生不被用作电荷收集区的n型电荷产生区102收集的电荷的区域不是像素电路的电荷产生区。在该实施例中，作为在电荷产生区102上(即，在电荷产生区102和半导体层200的表面之间)设置p型杂质区205的结果，电荷产生区102具有埋入光电二极管结构。
该结构使得能够减小在半导体层200和设置在半导体层200的表面上的绝缘膜之间的界面处生成的噪声。电荷储存区105例如是n型杂质区。作为在电荷储存区105和半导体层200的表面之间设置p型杂质区206的结果，电荷储存区105具有埋入结构。该结构使得能够减小电荷储存区105中的噪声。
保护膜211设置在电荷产生区102的上方。作为保护膜211，可以使用折射率低于半导体层200的折射率的层(例如，折射率约为2.0的含有硅氮化物(SiN)的膜)。保护膜211可以是除了硅氮化物层之外进一步包括折射率低于硅氮化物层的折射率的层(例如，折射率约为1.5的硅氧化物层)的多层膜。保护膜211位于电介质膜110和半导体层200之间，并且在下遮光层109和半导体层200之间延伸。保护膜211在下遮光层109和半导体层200之间覆盖电荷储存区105以及栅极电极101、104和106。保护膜211还覆盖电荷输出区111、电荷检测区103以及杂质区112和113。保护膜211可以用作形成用于接触插塞的接触孔时的蚀刻停止膜。
侧壁212设置在保护膜211和下遮光层109之间。侧壁212由绝缘体(比如硅氧化物或硅氮化物)组成，并且覆盖由于栅极电极101、104和106而形成的保护膜211的不平表面的各台阶部分。侧壁212降低下遮光层109的底部的不平度，因此降低下遮光层109的上表面的不平度。结果，具有强方向性的杂散光的产生在下遮光层109的上表面被抑制。
绝缘体膜213(其是由硅氧化物组成的单层膜)设置在保护膜211和电介质膜110之间。绝缘体膜213在层间绝缘层2141和下遮光层109之间延伸以在电介质膜110和下遮光层109之间覆盖下遮光层109。注意，图3A和3B整体地例示说明绝缘体膜213和层间绝缘层2141。
将布线层2161连接到半导体层200和栅极电极的接触插塞2191以及将布线层216X互连的贯穿插塞2192和2193设置在半导体层200的上方。接触插塞2191主要由钨组成，贯穿插塞2192和2193主要由铜组成。布线层2162和贯穿插塞2192以及布线层2163和贯穿插塞2193整体形成以具有双镶嵌结构。除了主要由铜组成的导电部分之外，布线层2163还可以包括由钽或钛和/或钽氮化物或钛氮化物组成的势垒金属部分。
铜适合用作布线层216X的主成分。可替代地，布线层216X的主成分可以是铝、钨、多晶硅等。为了将电压施加于下遮光层109，布线层2161可以连接到下遮光层109(该连接未被示出)。可替代地，触点(未被示出)可以形成在下遮光层109和半导体层200之间以用于连接。
防扩散层2171、2172和2173(在下文中，共同称为防扩散层217X)设置在各布线层216X和各层间绝缘层214X之间以便尤其防止布线层216X的Cu扩散到层间绝缘层214X。防扩散层217X被设置为与各布线层216X接触。作为防扩散层217X，使用例如硅氮化物(SiN)或硅碳化物(SiC)的绝缘层。可替代地，作为防扩散层217X的材料，可以使用硅碳氮化物(SiCN)。如果硅碳氮化物(SiCN)所含的碳多于氮，则硅碳氮化物可以被归类为硅碳化物。如果硅碳氮化物(SiCN)所含的氮多于碳，则硅碳氮化物可以被归类为硅氮化物。防扩散层217X就像层间绝缘层214X一样围绕电介质区130。防扩散层217X可以具有与电介质区130的折射率不同或相等的折射率。在防扩散层217X的折射率高于层间绝缘层214X的折射率的情况下，通过将防扩散层217X的厚度设置为小于层间绝缘层214X的厚度，成功地减小从电介质区130到防扩散层217X的光泄漏。由防扩散层217X和层间绝缘层214X形成的界面可以反射朝向电荷产生区102行进的光。如果电介质区130代替防扩散层217X设置在电荷产生区102的上方，则一直到电荷产生区102的界面的数量可以减少。因此，这样的配置对于提高灵敏度是有效的。为了获得该效果，电介质区130的折射率和介电常数无需被设置为低于层间绝缘层214X的折射率和介电常数，只要电介质区130被多个绝缘体层(防扩散层217X和层间绝缘层214X)围绕即可。
每个光接收单元PXL不仅包括电介质区130，而且还包括设置在电荷产生区102正上方的作为光学系统的层内透镜240。每个光接收单元PXL可以在层内透镜240上方进一步包括滤色器250和微透镜251。层内透镜240被设置用于连续地覆盖光接收区PXR的硅氮化物层242中的每个光接收单元PXL。
用于防反射的硅氮氧化物层228、中间层229以及用于防反射的硅氮氧化物层243设置在电介质区130和层内透镜240之间。硅氮氧化物层228和243具有例如大约1.6至1.7的折射率。作为中间层229的材料，可以使用折射率约为1.5的硅氧化物(SiO)。中间层229可以用作外围区PRR中的层间绝缘层。硅氮氧化物层241可以进一步设置在层内透镜240的上方。这样的防反射结构的使用可以提高入射光的透光率，因此提高灵敏度。
由有机材料(树脂)组成的平坦化层244设置在层内透镜240和滤色器250之间。由有机材料(树脂)组成的平坦化层245设置在滤色器250和微透镜251之间。滤色器250和微透镜251每个都由有机材料组成。注意，平坦化层245和微透镜251可以整体地形成。在硅氮化物层242中没有提供层内透镜240的情况下，可以省略平坦化层244。
图3C例示说明外围区PRR的截面结构。图3C举例例示说明外围区PRR中的p型MOS晶体管。该p型MOS晶体管可以与n型MOS晶体管一起构成互补MOS(CMOS)电路。用作p型MOS晶体管的源极和漏极的p型杂质区208设置在杂质区207中，杂质区207是n型阱。另外，MOS晶体管通过元件隔离区114相互隔离，元件隔离区114具有浅沟道隔离(STI)结构或硅局部氧化(LOCOS)结构。通过对用作像素单元UNT中的保护膜211的膜进行蚀刻，在p型MOS晶体管的栅极电极115的各侧壁上形成侧间隔件116。杂质区208通过使用侧间隔件116而被形成为具有轻掺杂漏极(LLD)结构。难熔金属硅化物(例如，钴硅化物或镍硅化物)的硅化物区117设置在用作源极和漏极的杂质区208以及栅极电极115的上表面上。硅化物区117减小接触插塞2190和杂质区208之间的电阻。保护膜118可以用作形成用于接触插塞2190的接触孔时的蚀刻停止膜，并且可以用作防止金属从硅化物区117扩散的防扩散膜。保护膜118通过对还用作电介质膜110的膜进行蚀刻而形成。电介质材料膜133(其是在层间绝缘层2144形成之后形成的，并且构成光接收单元PXL以及被遮光单元OBA和OBB中的光导路径)在外围区PRR中被省略。中间层229设置在层间绝缘层2144上。贯穿插塞2194被提供为穿过中间层229和层间绝缘层2144。用于输入/输出的电极2164被提供用于贯穿插塞2194。电极2164通过对还用作上遮光层231的导体膜进行蚀刻而形成。如上所述，构成外围区PRR中的布线的导电构件和电极2164可以在形成上遮光层231的过程中同时形成。在外围区PRR中，中间层229与层间绝缘层2144一起充当布线层2163及一组电极2164和与电极2164的层相同层级上的布线层之间的层间绝缘层。钝化膜(其是由硅氮氧化物层241、硅氮化物层242和硅氮氧化物层243构成的多层膜)被形成为覆盖电极2164和布线(未被示出)。钝化膜的硅氮化物层242是构成像素区中的层内透镜240的层。钝化膜在电极2164上方具有用于外部连接的开口260。
第二实施例
将参照图4和5来描述第二实施例。第二实施例涉及如图1A所描述的位于光接收区PXR和被遮光区OBR之间的中间区DMR。
图4是中间区DMR中的虚设光接收单元DML和虚设被遮光单元DMA和DMB以及光接收区PXR中的光接收单元PXL和被遮光区OBR中的被遮光单元OBA和OBB的半导体层200附近的部分的平面图。图5是光接收单元PXL、虚设光接收单元DML、虚设被遮光单元DMA和DMB、以及被遮光单元OBA和OBB的截面图。因为光接收单元PXL以及被遮光单元OBA和OBB可以具有与第一实施例的配置相同的或基本上相同的配置，所以省略其详细描述。尽管图2B中的开口191在图4中被示为开口193，但是开口193可以具有与开口191相同的或基本上相同的功能和形状。
虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB设置在光接收单元PXL和被遮光单元OBA和OBB之间。虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB是被提供用来增强光接收单元PXL和/或被遮光单元OBA和OBB的性质的辅助像素单元UNT。
虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB可以被配置为使得没有信号从其获得。例如，在虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB中，放大晶体管8和选择晶体管9都不可以连接到信号输出线10。可替代地，即使虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB将信号输出到信号输出线10，这些信号也可以从信号处理中所用的信号排除。可替代地，即使来自虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB的信号被用于信号处理中，结果也可以不反映在图像中。注意，如果来自虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB的信号是有用的，则基于这些信号的信息可以用于图像。
在虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB中，如光接收单元PXL以及被遮光单元OBA和OBB中那样，电荷储存区105被下遮光层109覆盖。在虚设光接收单元DML和虚设被遮光单元DMA中，如光接收单元PXL和被遮光单元OBA中那样，下遮光层109在电荷产生区102上方具有开口190。在虚设被遮光单元DMB中，如被遮光单元OBB中那样，下遮光层109覆盖电荷产生区102。虚设光接收单元DML不包括上遮光层。因此，虚设光接收单元DML的电荷产生区102能够通过开口190接收光。
因为虚设光接收单元DML和虚设被遮光单元DMA的下遮光层109具有开口190，所以由于下遮光层109处的光反射而可以到达被遮光单元OBA的光量成功地减小。关于此的原因是，开口190使下遮光层109的面积缩小，因此减小电荷产生区102上方的下遮光层109的光反射。开口190还使得入射到虚设光接收单元DML和虚设被遮光单元DMA的光可以在虚设光接收单元DML和虚设被遮光单元DMA的电荷产生区102处被吸收。
虚设被遮光单元DMA和DMB包括上遮光层232，上遮光层232被设置为比下遮光层109更远离半导体层200。即，虚设被遮光单元DMA和DMB中的上遮光层232和半导体层200之间的距离大于虚设被遮光单元DMA和DMB中的下遮光层109和半导体层200之间的距离。上遮光层232为虚设被遮光单元DMA的电荷产生区102遮光，虚设被遮光单元DMA包括具有开口190的下遮光层109。另外，上遮光层232提高虚设被遮光单元DMB中的电荷产生区102处的被遮光程度，虚设被遮光单元DMB包括被下遮光层109覆盖的电荷产生区102。
虚设被遮光单元DMA和DMB的上遮光层232由遮光膜230构成，遮光膜230延续到被遮光单元OBA和OBB的上遮光层231。通过将遮光膜230配置为连续的(即，不被分段)，从作为分段的结果而形成的狭缝入射到被遮光单元OBA的电荷产生区102的光可以被抑制。通过在光接收单元PXL和被遮光单元OBA之间设置虚设被遮光单元DMA和DMB，被遮光单元OBA被成功地放置为离光接收单元PXL有虚设被遮光单元DMA和DMB的尺寸之远。因此，成功地避免入射到遮光膜230和半导体层200之间的部分的光进入被遮光单元OBA的电荷产生区102的情形。
上遮光层232被设置为比上遮光层231更靠近半导体层200。即，虚设被遮光单元DMA和DMB中的上遮光层232和半导体层200之间的距离小于被遮光单元OBA和OBB中的上遮光层231和半导体层200之间的距离。这样的配置使供光从光接收区PXR进入遮光膜230和半导体层200之间的部分的入口变窄，因此成功地减小进入被遮光区OBR的光量。结果，成功地提高黑色级校正精度。
被绝缘体层(比如层间绝缘层214X和防扩散层217X)围绕并且被提供在光接收单元PXL中的电介质区130不被设置在虚设光接收单元DML的电荷产生区102的上方。因此，层间绝缘层214X和防扩散层217X覆盖虚设光接收单元DML的电荷产生区102。具体地说，层间绝缘层214X和防扩散层217X覆盖虚设光接收单元DML中的下遮光层109的整个开口190。同样地，被绝缘体层(比如层间绝缘层214X和防扩散层217X)围绕并且被提供在被遮光单元OBA和OBB中的电介质区130不被设置在虚设被遮光单元DMA和DMB的电荷产生区102的上方。因此，层间绝缘层214X和防扩散层217X在上遮光层232和半导体层200之间覆盖虚设被遮光单元DMA和DMB的电荷产生区102。另外，层间绝缘层214X和防扩散层217X覆盖虚设被遮光单元DMA中的下遮光层109的整个开口190。
通过如上所述在虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB中省略电介质区130，成功地降低光通过除了光接收单元PXL之外的像素单元UNT的电介质区130传播到被遮光单元OBA和OBB的可能性。该配置还被认为使得光接收单元PXL和被遮光单元OBA或OBB的相邻电介质区130之间的距离增大不包括电介质区130的像素单元UNT的尺寸。还认为使得通过将光接收单元PXL放置为更远离被遮光单元OBA或OBB来抑制从光接收单元PXL到被遮光单元OBA的光传播。
在第二实施例中，不仅电介质区130、而且电介质材料膜133在虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB中被省略。通过这样的配置，成功地降低光通过电介质材料膜133传播到被遮光单元OBA和OBB的可能性。另外，作为在虚设被遮光单元DMA和DMB中省略电介质材料膜133的结果，上遮光层232可以被设置为离半导体层200比上遮光层232近至少电介质材料膜133的厚度。因此，如上所述，成功地减小进入被遮光区OBR的光量。
在虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB中不提供电介质区130的情况下，可以省略用作蚀刻停止膜的电介质膜110。在下遮光层109覆盖电荷产生区102的虚设被遮光单元DMB中，可以省略电介质膜110。然而，如上所述，考虑到虚设光接收单元DML和虚设被遮光单元DMA的电荷产生区102处的光吸收，电介质膜110可取地在虚设光接收单元DML和虚设被遮光单元DMA中被提供。在该实施例中，充当防反射膜的电介质膜110通过开口190设置在虚设光接收单元DML和虚设被遮光单元DMA的电荷产生区102的上方。通过这样的配置，成功地抑制电荷产生区102处的光吸收和半导体层200的表面处的光反射。
在第二实施例中，被遮光单元OBA设置在被遮光单元OBB和光接收单元PXL之间。相反，被遮光单元OBB可以设置在被遮光单元OBA和光接收单元PXL之间。光更有可能从光接收区PXR到达遮光膜230和半导体层200之间的部分，因为该部分更靠近光接收区PXR附近的遮光膜230的端部。然而，即使其中电荷产生区102被上遮光层231和下遮光层109遮光两次的被遮光单元OBB被安置为靠近光接收区PXR，被遮光单元OBB也被成功地遮光。另外，通过将其中下遮光层109在电荷产生区102上方具有开口190的被遮光单元OBA放置为更远离光接收区PXR，即使存在开口190，被遮光单元OBA也被上遮光层231成功地遮光。
第三实施例
将描述作为第三实施例的光电转换装置IS的制造方法。图6A至9C是例示说明光电转换装置IS的制造方法的截面图。
在图6A所示的步骤a中，将半导体层200制备为硅晶圆，然后形成电荷输出区111、电荷产生区102、电荷储存区105以及各晶体管的栅极电极101、104和106。
然后，在电荷产生区102、各晶体管的栅极电极101、104和106以及各晶体管的源极和漏极上形成保护膜211。可以使用由硅氮化物组成的保护膜211。另外，保护膜211可以用作用于形成设置在位于像素区(未被示出)外部的外围区PRR中的晶体管的侧间隔件116(参见图3C)的膜。
然后，在图6B所示的步骤b中，在保护膜211上形成绝缘体膜(比如硅氧化物膜)，并且通过对该绝缘体膜进行回蚀来形成侧壁212(参见图3A和3B)。用作下遮光层109的遮光材料膜(比如钨膜)形成在保护膜211上，其中侧壁212介于遮光材料膜和保护膜211之间，以使得遮光材料膜至少覆盖电荷产生区102、栅极电极104以及电荷储存区105。然后，移除平面图中遮光材料膜与电荷产生区102重叠的部分以创建下遮光层109，下遮光层109覆盖电荷储存区105和电荷产生区102的一部分，并且在电荷产生区102上方具有开口190。干式蚀刻可以用于移除遮光材料膜。
然后，在图6C所示的步骤c中，在下遮光层109上形成绝缘体膜(比如硅氧化物膜)，并且进一步形成电介质膜110(比如硅氮化物膜)以覆盖位于电荷产生区102上方的下遮光层109的开口190，其中该绝缘体膜介于之间。干式蚀刻可以用于对电介质膜110进行构图。
然后，在图7A所示的步骤d中，通过使用目前可用的方法来形成接触插塞2190和2191(参见图3A至3C)、层间绝缘层214X、防扩散层217X、布线层216X以及贯穿插塞2192和2193。主要由铜组成的贯穿插塞2192和2193以及布线层216X可以通过使用双镶嵌方法形成。
然后，在图7B所示的步骤e中，在层间绝缘层214X和防扩散层217X的形成光导路径的部分(即，电荷产生区102上方的部分)处形成孔218。孔218形成在光接收单元PXL以及被遮光单元OBA和OBB中，而不形成在虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB中。干式蚀刻可以用作用于形成孔218的方法。当孔218形成时，电介质膜110充当蚀刻停止膜。作为电介质膜110停止蚀刻的结果，可以避免由于电荷产生区102的蚀刻损伤而导致的噪声增大。用作蚀刻停止膜的电介质膜110可能被过多蚀刻。仅要求电介质膜110是在蚀刻层间绝缘层2141时所用的蚀刻条件下与层间绝缘层2141相比不太容易蚀刻的材料。如果层间绝缘层2141由主要含有硅氧化物的材料(可以是玻璃材料，比如BPSG、PSG或NSG)组成，则硅氮化物膜或硅碳化物膜可以用于电介质膜110。另外，可以通过蚀刻部分地或完全地移除电介质膜110。
然后，在图7C所示的步骤f中，用折射率高于层间绝缘层214X的折射率的高折射率材料作为电介质材料填充每个孔218，并且通过执行平坦化来形成用作光导路径的电介质区130。高密度等离子体化学气相沉积(CVD)或有机材料旋涂可以用作用高折射率材料填充孔218的方法。平坦化可以使用化学机械抛光(CMP)或回蚀方法来执行。填充电介质材料的在平坦化之后存在于孔218外部的部分是电介质材料膜133，电介质材料膜133是剩余的电介质材料膜。可以通过对电介质材料进行平坦化、一直到层间绝缘层2144被暴露为止来移除电介质材料膜133。
然后，在图8A所示的步骤g中，在电介质材料膜133上形成硅氮氧化物层228。注意，图8A所示的布线层216b等同于其他附图中的布线层2162。在图7C中，将形成硅氮氧化物层228的部分使用标号228表示；然而，硅氮氧化物层228在图7C所示的步骤f中尚未形成，而是在步骤g中形成的。然后，在图8B所示的步骤h中，通过在虚设光接收单元DML以及虚设被遮光单元DMA和DMB中进行蚀刻来移除硅氮氧化物层228和电介质材料膜133。因此，在电介质材料膜133中在光接收区PXR和被遮光区OBR之间形成狭缝134。
然后，在图8C所示的步骤i中，形成中间层229，比如硅氧化物膜。因为与中间层229被设置为与电介质材料膜133(或电介质区130)接触的配置相比，硅氮氧化物层228抑制入射光的反射，所以在光接收单元PXL中成功地增加到电荷产生区102的入射光量。
然后，在图9A所示的步骤j中，形成遮光膜230，遮光膜230用作被遮光单元OBA和OBB中的上遮光层231以及虚设遮光单元DMA和DMB中的上遮光层232。仅要求遮光膜230能够反射或吸收朝向电荷产生区102行进的光。因此，反射光的金属或吸收光的有机材料适合作为遮光膜230的材料。在第三实施例中，使用铝膜。作为在步骤h中在电介质材料膜133中形成狭缝134的结果，中间层229具有在虚设被遮光单元DMA和DMB中比在被遮光单元OBA和OBB中低的台阶。因此，上遮光层232被设置为比上遮光层231更靠近半导体层200。
通过对遮光膜230进行构图来移除位于光接收单元PXL和虚设光接收单元DML上方的遮光膜230。在对遮光膜230进行构图期间，可以形成电极2164(参见图3C)以及构成外围区PRR中的布线的导电构件。
然后，在图9B所示的步骤k中，在硅氮氧化物层243上形成硅氮化物膜。通过使用回蚀方法来对硅氮化物膜进行处理以将层内透镜240包括在内，因此形成包括层内透镜240的硅氮化物层242。在硅氮化物层242上形成硅氮氧化物层241。硅氮氧化物层243、硅氮化物层242以及硅氮氧化物层241充当钝化膜。
然后，在图9C所示的步骤l中，在钝化膜上形成平坦化层244、滤色器250、平坦化层245以及微透镜251。可以通过光敏树脂的光刻来形成滤色器250和微透镜251。
第四实施例
将参照图10A来描述光电转换装置IS的第四实施例。注意，与第一实施例相同或基本上相同的组件用相同的标号表示以省略或简化其描述。光接收单元PXL的配置与第一实施例的光接收单元PXL的配置基本上是相同的。
在第四实施例中，如光接收区PXR中那样，同样在被遮光区OBR中在电介质区130上方形成层内透镜240。在第四实施例中，如光接收区PXR中那样，同样在被遮光区OBR中形成用于防反射的硅氮氧化物层228、中间层229、包括层内透镜240的硅氮化物层242以及用于防反射的硅氮氧化物层241。
第四实施例与第一实施例的不同之处在于，上遮光层233代替上遮光层231设置在层内透镜240的上方，其中在被遮光区OBR中硅氮氧化物层241介于层内透镜240和上遮光层233之间。配置的其余部分可以与第一实施例的相同。特别地，覆盖被遮光单元OBA中的电荷储存区105的下遮光层109在电荷产生区102上方具有开口190，并且覆盖被遮光单元OBB中的电荷储存区105的下遮光层109覆盖电荷产生区102。电介质区130可以设置在被遮光单元OBA中的电荷产生区102的上方以及被遮光单元OBB中的电荷产生区102的上方。
根据根据第四实施例的制造方法(未被示出)，在执行光导路径的平坦化之后形成硅氮氧化物层228，然后在硅氮氧化物层228上形成中间层229。在硅氮氧化物层243上形成包括层内透镜240的硅氮化物层242，并且在硅氮化物层242上形成硅氮氧化物层241。然后，在被遮光区OBR中形成用作上遮光层233的遮光膜。此外，可以在上遮光层233上方设置钝化膜(硅氮化物层和硅氮氧化物层)(未被示出)。可以提供滤色器250和微透镜251。如光接收区PXR中那样，在被遮光区OBR中可以预计由于从硅氮化物层242(特别地，厚的层内透镜240)的氢烧结而导致的半导体层200的氢终止效应，并且在第四实施例中可以预计黑色级校正精度的进一步提高。关于此的原因是，可以通过在硅氮化物层242的上方、而不是在硅氮化物层242的下面设置上遮光层233来增加从硅氮化物层242到半导体层200的氢供应(其在第一实施例中被上遮光层231禁止)。
第五实施例
将参照图10B来描述光电转换装置IS的第五实施例。注意，与第一实施例相同或基本上相同的组件用相同的标号表示以省略或简化其描述。光接收单元PXL的配置可以与第一实施例的光接收单元PXL的配置基本上是相同的。第五实施例的光接收单元PXL的配置与第一实施例的不同之处在于，覆盖电荷储存器105的下遮光层109由与布线层2161相同的层构成。并且，电荷储存区105和下遮光层109之间的距离大于电介质区130和电荷产生区102之间的距离。第五实施例的光接收单元PXL的配置与第一实施例的不同之处在于，平坦化层246设置在中间层和由硅氮氧化物层241和243以及硅氮化物层242构成的多层膜之间。平坦化层246例如是硅氧化物层，并且延伸到电极2164以及图3C所示的外围区PRR中硅氮氧化物层241和243和硅氮化物层242构成的多层膜之间的位置。
在第五实施例中，在被遮光单元OBA中，下遮光层109由与布线层2161相同的层构成，并且上遮光层231由与布线层2162相同的层构成。上遮光层231设置在电介质区130的下面。即，上遮光层231设置在电介质区130和电荷产生区102之间。电介质区130被层间绝缘层2143和2144围绕，而层间绝缘层2141和2142不具有用于电介质区130的孔，并且不围绕电介质区130。因为在第五实施例中从电荷产生区102到电介质区130的配置在光接收单元PXL和被遮光单元OBA中是不同的，所以基于暗电流的量的黑色级参考信号的精度可能降低。关于此的主要原因特别是，电介质区130的存在(氢终止效应)以及在层间绝缘层中形成开口时半导体层200的损伤的影响不同。然而，因为上遮光层231可以被设置为更靠近下遮光层109的开口190，所以成功地减小通过层间绝缘层进入被遮光单元OBA的电荷产生区102的光量。因此，黑色级参考信号的足够水平的精度在该实施例中也可以确保。
另外，在该实施例中，电荷储存区105和下遮光层109之间的距离小于电介质区130和电荷产生区102之间的距离。因此，从电介质区130退出并且从下遮光层109和半导体层200之间的部分进入电荷储存区105的光量可能增加。就这点来说，第一实施例好于第五实施例。
第六实施例
在被遮光单元OBA中，为电荷储存区105遮光的遮光层(对应于上述实施例中的下遮光层109)和为电荷产生区102遮光的遮光层(对应于上述实施例中的上遮光层231)之间的垂直位置关系可以相反地设置。在这种情况下，在光接收单元PXL和被遮光单元OBA中，为电荷储存区105遮光的遮光层在电荷产生区102上方具有开口190，并且电介质区130如上述实施例中那样提供。通过同样在被遮光单元OBA中在给电荷储存区105遮光的遮光层中提供开口190，黑色级校正精度提高。关于此的原因是，可以在光接收单元PXL和被遮光单元OBA之间消除或减小电介质区130通过开口190对半导体层200的光学、电气或化学影响的差异。在被遮光单元OBA中，为电荷产生区102遮光的遮光层位于开口190和电荷产生区102之间，这不同于上述实施例。为电荷产生区102遮光的遮光层如第五实施例中那样位于电介质区130和电荷产生区102之间。为电荷储存区105遮光的遮光层可以如根据第一实施例的光接收单元PXL中那样被设置为比电介质区130更靠近半导体层200。可替代地，电介质区130可以如根据第五实施例的光接收单元PXL中那样被设置为比为电荷储存区105遮光的遮光层更靠近半导体层200。第六实施例优于第五实施例，因为在光接收单元PXL和被遮光单元OBA之间成功地消除或减小了半导体层200和电介质区130之间的距离的差异。
第七实施例
将参照图11和12来描述第七实施例。第七实施例涉及参照图1A描述的位于光接收区PXR和被遮光区OBR之间的中间区DMR。根据第七实施例的光电转换装置IS包括多个单元，每个单元包括设置在半导体层200中的电荷产生区120。所述多个单元包括光接收单元PXL和被遮光单元OBC。光接收单元PXL和被遮光单元OBC每个都包括电荷检测区103，电荷检测区103检测从电荷产生区102传输到其的电荷。光接收单元PXL和被遮光单元OBC每个都包括电介质区130，电介质区130位于电荷产生区120的上方并且被层间绝缘层214X围绕。半导体层200包括中间区DMR，中间区DMR位于光接收单元PXL和被遮光单元OBC之间。中间区DMR在大于电荷产生区102的面积的区域上被位于层间绝缘层214X和半导体层200之间的下遮光层109覆盖。被遮光单元OBC的电荷产生区102和中间区DMR被上遮光层231和232覆盖，上遮光层231和232每个都位于层间绝缘层214X的与半导体层200相反的一侧。
图11是除了第一实施例中描述的光接收区PXR中的光接收单元PXL和被遮光区OBR中的被遮光单元OBC之外、设置在中间层DMR中的虚设被遮光单元DMC和DMD的半导体层200附近的一部分的平面图。图12是光接收单元PXL、虚设被遮光单元DMC和DMD以及被遮光单元OBC的截面图。在第七实施例中，如根据第二实施例的虚设被遮光单元DMB中那样，设置在光接收单元PXL和被遮光单元OBC之间的虚设被遮光单元DMD包括覆盖电荷产生区102的下遮光层109。第七实施例与第一至第六实施例的不同之处在于光接收单元PXL和被遮光单元的配置。根据第七实施例的光接收单元PXL和被遮光单元OBC不包括电荷储存区105，因此不包括用作第一传输门4的栅极电极104以及覆盖电荷储存区105的下遮光层109。用作第二传输门6的栅极电极106设置在电荷产生区102和电荷检测区103之间。栅极电极106将电荷从电荷产生区102传输到电荷检测区103。另外，用作第三传输门1的栅极电极101还可以被省略。
虚设被遮光单元DMC和DMD设置在光接收单元PXL和被遮光单元OBC之间。虚设被遮光单元DMC和DMD是被提供用来增强光接收单元PXL和/或被遮光单元OBC的性质的辅助像素单元UNT。
虚设被遮光单元DMC和DMD可以被配置为使得没有信号从其获得。例如，在虚设被遮光单元DMC和DMD中，放大晶体管8和选择晶体管9都不可以连接到信号输出线10。可替代地，即使虚设被遮光单元DMC和DMD将信号输出到信号输出线10，这些信号也可以从信号处理中所用的信号排除。可替代地，即使来自虚设被遮光单元DMC和DMD的信号被用于信号处理中，结果也可以不反映在图像中。注意，如果来自虚设被遮光单元DMC和DMD的信号是有用的，则基于这些信号的信息可以用于图像。
虚设被遮光单元DMD的电荷产生区102被下遮光层109覆盖。虚设被遮光单元DMC的电荷产生区102不被下遮光层109覆盖，就像光接收单元PXL那样。虚设被遮光单元DMC包括上遮光层233，虚设被遮光单元DMD包括上遮光层232。虚设被遮光单元DMC的电荷产生区102被上遮光层233遮光，虚设被遮光单元DMD的电荷产生区102被上遮光层232和下遮光层109遮光。
因为虚设被遮光单元DMD包括下遮光层109，所以进入上遮光层232下面的部分的光被阻碍进入半导体层200。这样，成功地避免光通过半导体层200到被遮光单元OBC的进入。
在图11所示的例子中，覆盖中间区DMR中的半导体层200的下遮光层109在栅极电极106、107和108上方具有开口191。如果下遮光层109与栅极电极106、107和108重叠，则层间绝缘层214X的底部变高这个量。结果，层间绝缘层214X的底部的高度在光接收区PXR和中间区DMR之间有可能变化，并且层间绝缘层214X的平坦度降低。然而，因为下遮光层109在栅极电极106、107和108上方具有开口191，所以层间绝缘层214X的平坦度提高。在该例子的修改中，在中间区DMR中，下遮光层109可以不仅覆盖电荷产生区102，而且还覆盖栅极电极106、107和108。通过这样的配置，下遮光层109对半导体层200的遮光程度提高。
虚设被遮光单元DMD和DMC分别包括上遮光层232和232，这些上遮光层被设置为比下遮光层109更远离半导体层200。即，虚设被遮光单元DMD和DMC中的上遮光层232和233与半导体层200之间的距离大于被遮光单元OBC和虚设被遮光单元DMD中的下遮光层109和半导体层200之间的距离。上遮光层232位于对应层间绝缘层214X的与半导体层200相反的一侧。上遮光层233为不包括下遮光层109的虚设被遮光单元DMC的电荷产生区102遮光。另外，上遮光层232增强虚设被遮光单元DMD的电荷产生区102的遮光程度，虚设被遮光单元DMD包括被下遮光层109覆盖的电荷产生区102。
虚设被遮光单元DMC和DMD的上遮光层233和232由遮光膜230构成，遮光膜230延续到被遮光单元OBC的上遮光层231。通过将遮光膜230配置为连续的(即，不被分段)，从作为分段的结果而形成的狭缝入射到被遮光单元OBC的电荷产生区102的光可以被消除。通过在光接收单元PXL和被遮光单元OBC之间设置虚设被遮光单元DMC和DMD，被遮光单元OBC被成功地设置为离光接收单元PXL有虚设被遮光单元DMD和DMC的尺寸之远。因此，成功地避免入射到遮光膜230和半导体层200之间的部分的光进入被遮光单元OBC的电荷产生区102的情形。
上遮光层232被设置为比上遮光层231和233更靠近半导体层200。即，虚设被遮光单元DMD中的上遮光层232和半导体层200之间的距离小于被遮光单元OBC中的上遮光层231和半导体层200之间的距离、或虚设被遮光单元DMC中的上遮光层233和半导体层200之间的距离。这样的配置使供光从光接收区PXR进入遮光膜230和半导体层200之间的部分的入口变窄，因此成功地减小进入被遮光区OBR的光量。结果，成功地提高黑色级校正精度。
被绝缘体层(比如层间绝缘层214X和防扩散层217X)围绕并且被提供在光接收单元PXL中的电介质区130不被设置在虚设被遮光单元DMD的电荷产生区102的上方。因此，层间绝缘层214X和防扩散层217X覆盖虚设被遮光单元DMD的电荷产生区102。具体地说，层间绝缘层214X和防扩散层217X完全地覆盖虚设被遮光单元DMD中的下遮光层109。同样地，被绝缘体层(比如层间绝缘层214X和防扩散层217X)围绕并且被提供在被遮光单元OBC中的电介质区130不被设置在虚设被遮光单元DMD的电荷产生区102的上方。因此，层间绝缘层214X和防扩散层217X在上遮光层232和半导体层200之间覆盖虚设被遮光单元DMD的电荷产生区102。另外，层间绝缘层214X和防扩散层217X完全覆盖虚设被遮光单元DMD中的下遮光层109。
如上所述，通过在虚设被遮光单元DMD中省略电介质区130，成功地降低光通过除了光接收单元PXL之外的像素单元UNT的电介质区130传播到被遮光单元OBC的可能性。该配置还被认为使得光接收单元PXL和被遮光单元OBC的相邻电介质区130之间的距离增大不包括电介质区130的像素单元UNT的尺寸。还认为使得通过将光接收单元PXL放置为更远离被遮光单元OBC来抑制从光接收单元PXL到被遮光单元OBC的光传播。
在第七实施例中，不仅电介质区130、而且电介质材料膜133在虚设被遮光单元DMD中被省略。通过这样的配置，成功地降低光通过电介质材料膜133传播到被遮光单元OBC的可能性。另外，作为在虚设被遮光单元DMD中省略电介质材料膜133的结果，上遮光层232被成功地设置为离半导体层200比上遮光层231近至少电介质材料膜133的厚度。因此，成功地减小进入被遮光区OBR的光量。
在虚设被遮光单元DMD中不提供电介质区130的情况下，可以省略用作蚀刻停止膜的电介质膜110。在下遮光层109覆盖电荷产生区102的虚设被遮光单元DMD中，省略电介质膜110。考虑到如上所述与其他单元相比虚设被遮光单元DMD的电荷产生区102上方的厚度增大下遮光层109的厚度的事实，电介质膜110可取地在虚设被遮光单元DMD中被省略。在该实施例中，充当防反射膜的电介质膜110设置在虚设被遮光单元DMC的电荷产生区102的上方。通过这样的配置，成功地抑制电荷产生区102处的光吸收和半导体层200的表面处的光反射。
如光接收单元PXL中那样，虚设被遮光单元DMC包括电介质区130。虚设被遮光单元DMC的电介质区130也可以被称为虚设电介质区。可以使虚设被遮光单元DMC的电介质区130和光接收单元PXL的电介质区130之间的距离小于虚设被遮光单元DMC的电介质区130和被遮光单元OBC的电介质区130之间的距离。在该实施例中，虚设被遮光单元DMC与光接收单元PXL相邻，并且虚设被遮光单元DMD位于虚设被遮光单元DMC和被遮光单元OBC之间。距离被这样实现。通过在被设置为比虚设被遮光单元DMD更靠近光接收单元PXL的虚设被遮光单元DMC中提供电介质区130，可以避免光接收区PXR和中间区DMR之间层间绝缘层2144上方的层的锐高差。结果，成功地提高中间绝缘层2144上方的层的平坦度。层间绝缘层2144上方的层是电介质膜110、硅氮氧化物层228以及中间层229。虚设被遮光单元DMC的电介质区130的形状可以不同于光接收单元PXL和被遮光单元OBC的电介质区130的形状，只要可以提高层间绝缘层2144上方的层的平坦度即可。下遮光层109可以设于虚设被遮光单元DMC的电介质膜110和电介质区130的下面。然而，该配置使电介质膜110的底部的高度在虚设被遮光单元DMC和光接收单元PXL之间不同，因此降低层间绝缘层214X的平坦度。因此，下遮光层109可取地在包括电介质区130的虚设被遮光单元DMC中被省略。根据第一实施例至第六实施例，虚设被遮光单元DMC可以设置在中间区DMR中。例如，根据第二实施例，虚设被遮光单元DMC可以设置在虚设被遮光单元DMA和光接收单元PXL之间。当虚设被遮光单元DMC根据第二实施例设置在虚设被遮光单元DMC和光接收单元PXL之间时，所得的中间区DMR类似于第七实施例的中间区DMR。
尽管已经给出了中间区DMR中的虚设被遮光单元DMC和DMD中的每个都包括电荷产生区102的例子的描述，但是可以省略电荷产生区102，因为没有信号从虚设被遮光单元DMC和DMD读取。在这样的情况下，仅要求中间区DMR在大于光接收单元PXL和被遮光单元OBC的电荷产生区102的面积的面积上被位于层间绝缘层214X和半导体层200之间的下遮光层109覆盖。通过这样的配置，即使电荷产生区102不存在于中间区DMR中，也提供与包括电荷产生区102的情况的优点类似的优点。因为在该例子中设置两个或三个虚设被遮光单元DMD，所以中间区DMR在大于电荷产生区102的面积的两倍或三倍的面积上被下遮光层109覆盖。注意，在第二实施例中，电荷储存区105的面积大于电荷产生区102的面积。所以，在下遮光层109具有开口190的虚设被遮光单元DMA中，半导体层200也在大于电荷产生区102的面积的面积上被下遮光层109覆盖。因此，不仅在虚设被遮光单元DMB中，而且还在虚设被遮光单元DMA中，可以提供用下遮光层109覆盖半导体层200的优点。
第八实施例
将参照图1A来描述除了光电转换装置IS的像素单元UNT的配置之外的配置。光电转换装置IS可以包括外围电路PRC(未被示出)。外围电路PRC可以包括垂直驱动电路VDC、信号处理电路SPC以及水平扫描电路HSC，垂直驱动电路VDC用于驱动多个像素单元UNT，信号处理电路SPC用于对从多个像素单元UNT获得的信号进行处理，水平扫描电路HSC用于顺序地输出信号处理电路SPC处理的信号。外围电路PRC可以包括输出电路OPC，输出电路OPC用于输出信号处理电路SPC产生的信号。外围电路PRC可以包括控制电路CC，控制电路CC用于控制垂直驱动电路VDC、信号处理电路SPC以及水平扫描电路HSC。信号处理电路SPC可以包括模拟/数字转换器，控制电路CC可以包括定时发生器。垂直驱动电路VDC和水平扫描电路HSC可以包括移位寄存器和地址解码器。输出电路OPC可以包括LVDS驱动器。外围电路PRC可以设置在半导体芯片IC中的像素单元UNT附近的外围区PRR中。注意，垂直驱动电路VDC、信号处理电路SPC、水平扫描电路HSC、控制电路CC以及输出电路OPC中的至少一个可以安装在与具有多个像素单元UNT的半导体芯片不同的半导体芯片上。该半导体芯片和具有多个像素单元的半导体芯片可以堆叠。
图1B所示的图像拾取系统SYS可以是电子设备，比如具有照相机和图像捕捉功能的信息终端。另外，图像拾取系统SYS可以是运输装置，比如车辆、轮船或飞机。作为运输装置的图像拾取系统SYS适合用于运输光电转换装置IS，或者适合用于辅助使用图像捕捉功能的驱动(操作)或使其自动化。
除了半导体芯片IC之外，光电转换装置IS可以进一步包括包含半导体芯片IC的封装件PKG。封装件PKG可以包括半导体芯片IC固定到其的基体、与半导体层200对置的玻璃杆等、以及用于将基体的端子连接到半导体芯片IC的端子的连接构件(比如粘合导线和泵)。
光学系统OU在光电转换装置IS上形成图像，并且包括例如透镜、快门和反射镜。控制设备CU控制光电转换装置IC，并且可以例如是半导体器件，比如专用集成电路(ASIC)。处理设备PU对从光电转换装置IS输出的信号进行处理，并且可以例如是用于构成模拟前端(AFE)或数字前端(DFE)的半导体器件，比如中央处理单元(CPU)或ASIC。显示设备DU是显示光电转换装置IS捕捉的图像的电致发光(EL)显示设备或液晶显示设备。存储器设备MU存储通过光电转换装置IS获得的图像，并且例如是易失性存储器(比如静态随机存取存储器(SRAM)或动态RAM(DRAM))或非易失性存储器(比如闪存或硬盘驱动器)。
如上所述，每个实施例都涉及包括多个像素单元的光电转换装置IS，每个像素单元包括设置在半导体层200中的电荷产生区102。所述多个像素单元中的光接收单元PXL和被遮光单元OBA包括电荷储存区105，电荷储存区105储存从电荷产生区102传输到其的电荷。光接收单元PXL和被遮光单元OBA包括电介质区130，电介质区130位于电荷产生区102的上方，并且被绝缘体层(比如层间绝缘层214X和防扩散层217X)围绕。光接收单元PXL和被遮光单元OBA包括下遮光层109，下遮光层109在层间绝缘层214X和半导体层200之间覆盖电荷储存区105，并且在电荷产生区102上方具有开口190。光接收单元PXL的电荷产生区102通过开口190接收光，并且被遮光单元OBA的电荷产生区102被上遮光层231覆盖。这样，可以提供能够获得良好质量的信号的光电转换装置IS。
在位于光接收单元PXL和被遮光单元OBA之间的中间区DMR中，半导体层200被下遮光层109覆盖，下遮光层109位于层间绝缘层214X和半导体层200之间，并且半导体层200的被下遮光层109覆盖的面积大于电荷产生区102的面积。中间区DMR和被遮光单元OBA的电荷产生区102被上遮光层231覆盖，上遮光层231位于层间绝缘层214X的与半导体层200相反的一侧。这样，可以提供能够获得良好质量的信号的光电转换装置IS。
上述实施例可以在不脱离本发明的精神的范围内做适当的修改。注意，本说明书公开的内容包括在本说明书中未被明确撰写的、但是可以从附图看出的各项，以及在本说明书中明确撰写的各项。
根据实施例，可以提供能够获得良好质量的信号的光电转换装置。
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但是要理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应遵循最广泛的解释以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (22)

1.一种光电转换装置，其特征在于，包括：
多个单元，每个单元包括设置在半导体层中的电荷产生区，
其中，所述多个单元中的第一单元和所述多个单元中的第二单元中的每一个包括：
电荷储存区，电荷储存区被配置为储存从电荷产生区传输到该电荷储存区的电荷，
电介质区，电介质区位于电荷产生区上方，并且被绝缘体层围绕，以及
第一遮光层，第一遮光层覆盖电荷储存区，第一遮光层位于绝缘体层和半导体层之间，并且第一遮光层具有位于电荷产生区上方的开口，以及
其中，第一单元被配置为使得第一单元的电荷产生区能够通过第一遮光层的开口接收光，以及
第二单元的电荷产生区被第二遮光层覆盖。
2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述开口位于电荷产生区和第二遮光层之间。
3.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，电介质区与绝缘体层一起构成光导路径。
4.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，在第二单元中，电介质区位于第二遮光层和电荷产生区之间。
5.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，在第一单元和第二单元中，电荷储存区和第一遮光层之间的距离小于电介质区和电荷产生区之间的距离。
6.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，在第一单元和第二单元中，电介质膜设置在电介质区和电荷储存区之间，并且在绝缘体层和第一遮光层之间延伸。
7.根据权利要求1所述的光电转换装置，
其中，在第一单元中，电介质区位于无机材料层和半导体层之间，以及
其中，在第二单元中，无机材料层位于第二遮光层和电介质区之间。
8.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，在第一单元和第二单元中，电介质区具有比所述开口的宽度大的宽度。
9.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，第一遮光层具有形状与位于电荷产生区上方的所述开口的形状不同的另一开口，并且多个接触插塞设置在所述另一开口中。
10.根据权利要求1所述的光电转换装置，
其中，第一单元和第二单元中的每一个包括：
电荷检测区，电荷检测区被配置为检测从电荷储存区传输到该电荷检测区的电荷，
第一传输门，第一传输门被配置为将电荷从电荷产生区传输到电荷储存区，
第二传输门，第二传输门被配置为将电荷从电荷储存区传输到电荷检测区，以及
放大晶体管，放大晶体管连接到电荷检测区，以及
其中，在第一单元和第二单元中，第一遮光层覆盖第一传输门和第二传输门。
11.根据权利要求1所述的光电转换装置，
其中，第三单元设置在第一单元和第二单元之间，
其中，第三单元包括第三遮光层，以及
其中，在第三单元中，绝缘体层覆盖半导体层，并且位于第三遮光层和半导体层之间。
12.根据权利要求1所述的光电转换装置，
其中，第四单元设置在第一单元和第二单元之间，
其中，第四单元包括第四遮光层，以及
其中，第四遮光层和半导体层之间的距离大于第二单元中第一遮光层和半导体层之间的距离，并且小于第二单元中第二遮光层和半导体层之间的距离。
13.根据权利要求11所述的光电转换装置，其中，第二遮光层和第三遮光层由连续的遮光膜构成。
14.根据权利要求1所述的光电转换装置，
其中，所述多个单元中的第五单元包括：
电荷储存区，该电荷储存区被配置为储存从第五单元的电荷产生区传输到该电荷储存区的电荷，
电介质区，电介质区位于第五单元的电荷产生区上方，并且被绝缘体层围绕，以及
第五遮光层，第五遮光层在绝缘体层和半导体层之间覆盖第五单元的电荷储存区，并且在电介质区和半导体层之间覆盖电荷产生区。
15.根据权利要求1所述的光电转换装置，
其中，所述多个单元中的第六单元包括：
电荷储存区，该电荷储存区被配置为储存从第六单元的电荷产生区传输到该电荷储存区的电荷，以及
第六遮光层，第六遮光层在绝缘体层和半导体层之间覆盖第六单元的电荷储存区，并且在第六单元的电荷产生区上方具有开口，以及
其中，在第六单元中，绝缘体层覆盖第六遮光层的整个开口，并且第六单元的电荷产生区通过该开口接收光。
16.一种光电转换装置，其特征在于，包括：
第一单元和第二单元，
其中，第一单元和第二单元中的每一个包括：
设置在半导体层中的n型第一杂质区，
设置在半导体层中的n型第二杂质区，电荷从第一杂质区传输到第二杂质区，
电介质区，电介质区位于第一杂质区上方，并且被绝缘体层围绕，以及
第一遮光层，第一遮光层在绝缘体层和半导体层之间覆盖第二杂质区，并且第一遮光层具有位于第一杂质区上方的开口，
其中，第一单元被配置为使得第一单元的第一杂质区能够通过第一遮光层的开口接收光，以及
其中，第二单元被配置为使得第二单元的第一杂质区被第二遮光层覆盖。
17.一种光电转换装置，其特征在于，包括：
多个单元，每个单元包括设置在半导体层中的电荷产生区，
其中，所述多个单元中的第一单元和第二单元中的每一个包括：
电荷检测区，电荷检测区被配置为检测从电荷产生区传输到该电荷检测区的电荷，以及
电介质区，电介质区位于电荷产生区上方，并且被绝缘体层围绕，
其中，在位于第一单元和第二单元之间的中间区中，半导体层被位于绝缘体层和半导体层之间的第一遮光层覆盖，并且半导体层被第一遮光层覆盖的面积大于电荷产生区的面积，以及
其中，中间区和第二单元的电荷产生区被位于绝缘体层的与半导体层相反的一侧的第二遮光层覆盖。
18.根据权利要求17所述的光电转换装置，
其中，被绝缘体层围绕的虚设电介质区设置在第二遮光层和半导体层之间，以及
其中，虚设电介质区和第一单元的电介质区之间的距离小于虚设电介质区和第二单元的电介质区之间的距离。
19.根据权利要求1所述的光电转换装置，
其中，绝缘体层位于第一布线层和第二布线层之间，
其中，第一遮光层的主成分不同于第一布线层的主成分，以及
其中，第二遮光层的主成分不同于第二布线层的主成分。
20.根据权利要求16所述的光电转换装置，
其中，绝缘体层位于第一布线层和第二布线层之间，
其中，第一遮光层的主成分是钨，
其中，第二遮光层的主成分是铝，以及
其中，第一布线层和第二布线层的主成分是铜。
21.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，满足以下条件中的至少一个：绝缘体层含有硅、氧和氢的条件；以及电介质区含有硅、氮和氢的条件。
22.一种系统，其特征在于，包括：
根据权利要求1所述的光电转换装置；以及
以下组成部分中的至少一个：
光学系统，光学系统被配置为在所述光电转换装置上形成图像；
控制设备，控制设备被配置为控制所述光电转换装置；
处理设备，处理设备被配置为对从所述光电转换装置输出的信号进行处理；
显示设备，显示设备被配置为显示所述光电转换装置获得的信息；以及
存储器设备，存储器设备被配置为存储所述光电转换装置获得的信息。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110634893A (zh) * 2018-06-22 2019-12-31 晶相光电股份有限公司 全域快门互补式金属氧化物半导体影像感测器及其形成方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2558714B (en) * 2016-10-28 2020-04-08 Canon Kk Photoelectric conversion apparatus and image pickup system
TWI646678B (zh) * 2017-12-07 2019-01-01 晶相光電股份有限公司 影像感測裝置
WO2020053921A1 (ja) * 2018-09-10 2020-03-19 オリンパス株式会社 半導体装置
KR102657686B1 (ko) * 2019-05-13 2024-04-15 주식회사 디비하이텍 이미지 센서 및 제조방법
CN110190069B (zh) * 2019-05-22 2021-08-03 武汉华星光电技术有限公司 阵列基板及其制备方法
JP2021019058A (ja) * 2019-07-18 2021-02-15 キヤノン株式会社 光電変換装置および機器
TWI688088B (zh) * 2019-07-24 2020-03-11 晶相光電股份有限公司 影像感測裝置及影像感測系統
US20230012344A1 (en) * 2021-07-08 2023-01-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Image sensor and method of making

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6081018A (en) * 1998-06-05 2000-06-27 Nec Corporation Solid state image sensor
CN1619828A (zh) * 2003-11-20 2005-05-25 松下电器产业株式会社 固体摄像器件及其制造方法
US20080142919A1 (en) * 2006-12-19 2008-06-19 Shin Jong-Cheol CMOS image sensors with light shielding patterns and methods of forming the same
US20110037854A1 (en) * 2007-06-28 2011-02-17 Sony Corporation Solid-state imaging device and camera module
CN102208427A (zh) * 2010-03-31 2011-10-05 索尼公司 固体摄像器件、用于制造固体摄像器件的方法和电子设备

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60227235A (ja) * 1984-04-26 1985-11-12 Canon Inc 画像形成装置
JP2702131B2 (ja) * 1987-06-12 1998-01-21 キヤノン株式会社 画像読取装置及び該装置を有する画像情報読取装置
US5061979A (en) * 1989-02-21 1991-10-29 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor photoelectric device having a matrix wiring section
KR0171625B1 (ko) * 1992-02-20 1999-02-01 단죠 카즈마 고체촬상장치의 제조방법
US5521639A (en) 1992-04-30 1996-05-28 Sony Corporation Solid-state imaging apparatus including a reference pixel in the optically-black region
JP2001144280A (ja) 1999-11-12 2001-05-25 Sony Corp 固体撮像素子
JP2002064193A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Sony Corp 固体撮像装置および製造方法
JP2002148342A (ja) * 2000-11-07 2002-05-22 Canon Inc 放射線撮像装置
JP3829830B2 (ja) * 2003-09-09 2006-10-04 セイコーエプソン株式会社 固体撮像装置及びその駆動方法
KR100614793B1 (ko) 2004-09-23 2006-08-22 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이의 제조 방법.
US7683407B2 (en) * 2005-08-01 2010-03-23 Aptina Imaging Corporation Structure and method for building a light tunnel for use with imaging devices
JP2009070912A (ja) 2007-09-11 2009-04-02 Fujifilm Corp 固体撮像素子及び撮像装置
JP2010034512A (ja) 2008-07-01 2010-02-12 Fujifilm Corp 固体撮像素子及び撮像装置
JP2010045114A (ja) 2008-08-11 2010-02-25 Panasonic Corp 固体撮像装置
KR101776955B1 (ko) * 2009-02-10 2017-09-08 소니 주식회사 고체 촬상 장치와 그 제조 방법, 및 전자 기기
JP5493461B2 (ja) 2009-05-12 2014-05-14 ソニー株式会社 固体撮像装置、電子機器及び固体撮像装置の製造方法
JP2011216865A (ja) * 2010-03-17 2011-10-27 Canon Inc 固体撮像装置
JP2012049431A (ja) 2010-08-30 2012-03-08 Sony Corp 固体撮像装置および電子機器
JP2012124275A (ja) 2010-12-07 2012-06-28 Sharp Corp 固体撮像素子およびその製造方法、並びにそれを備えた電子機器
JP5736755B2 (ja) 2010-12-09 2015-06-17 ソニー株式会社 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器
JP2012156334A (ja) 2011-01-26 2012-08-16 Sony Corp 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法及び電子機器
JP5709564B2 (ja) 2011-02-09 2015-04-30 キヤノン株式会社 半導体装置の製造方法
JP5783741B2 (ja) 2011-02-09 2015-09-24 キヤノン株式会社 固体撮像装置、及び固体撮像装置の製造方法
US8878264B2 (en) * 2011-04-26 2014-11-04 Aptina Imaging Corporation Global shutter pixel with improved efficiency
JP2013143610A (ja) 2012-01-10 2013-07-22 Sony Corp 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、固体撮像装置、および電子機器
US9373732B2 (en) * 2012-02-07 2016-06-21 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with reflective optical cavity pixels
US9257480B2 (en) * 2013-12-30 2016-02-09 General Electric Company Method of manufacturing photodiode detectors
JP6300564B2 (ja) * 2014-02-18 2018-03-28 キヤノン株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
JP6274567B2 (ja) 2014-03-14 2018-02-07 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び撮像システム
JP2016029704A (ja) 2014-07-16 2016-03-03 キヤノン株式会社 光電変換装置、およびそれを用いた撮像システム
US9584744B2 (en) * 2015-06-23 2017-02-28 Semiconductor Components Industries, Llc Image sensors with voltage-biased trench isolation structures
GB2558714B (en) * 2016-10-28 2020-04-08 Canon Kk Photoelectric conversion apparatus and image pickup system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6081018A (en) * 1998-06-05 2000-06-27 Nec Corporation Solid state image sensor
CN1619828A (zh) * 2003-11-20 2005-05-25 松下电器产业株式会社 固体摄像器件及其制造方法
US20080142919A1 (en) * 2006-12-19 2008-06-19 Shin Jong-Cheol CMOS image sensors with light shielding patterns and methods of forming the same
US20110037854A1 (en) * 2007-06-28 2011-02-17 Sony Corporation Solid-state imaging device and camera module
CN102208427A (zh) * 2010-03-31 2011-10-05 索尼公司 固体摄像器件、用于制造固体摄像器件的方法和电子设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110634893A (zh) * 2018-06-22 2019-12-31 晶相光电股份有限公司 全域快门互补式金属氧化物半导体影像感测器及其形成方法

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