CN108292665B - 固态图像拾取元件、图像拾取装置以及制造固态图像拾取元件的方法 - Google Patents

固态图像拾取元件、图像拾取装置以及制造固态图像拾取元件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108292665B
CN108292665B CN201680071102.XA CN201680071102A CN108292665B CN 108292665 B CN108292665 B CN 108292665B CN 201680071102 A CN201680071102 A CN 201680071102A CN 108292665 B CN108292665 B CN 108292665B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
image pickup
light
receiving surface
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680071102.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108292665A (zh
Inventor
田中晴美
押山到
横川创造
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Publication of CN108292665A publication Critical patent/CN108292665A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108292665B publication Critical patent/CN108292665B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/118—Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/26—Reflecting filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/1461—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements characterised by the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1464—Back illuminated imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14645—Colour imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14649—Infrared imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14689—MOS based technologies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/74—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the scene brightness using illuminating means
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/80—Camera processing pipelines; Components thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/20—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming only infrared radiation into image signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33—Transforming infrared radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14641—Electronic components shared by two or more pixel-elements, e.g. one amplifier shared by two pixel elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

在固态图像拾取元件中主要是提高近红外光的灵敏度，并抑制混色。固态图像拾取元件包括像素、光接收表面侧沟槽和光接收表面侧屏蔽构件。在固态图像拾取元件中的像素的光接收表面上形成多个突起。另外，在具有形成在固态图像拾取元件中的光接收表面处的多个突起的像素周围形成光接收表面侧沟槽。另外，将光接收表面侧构件掩埋在像素周围形成的光接收表面侧沟槽中，该像素具有形成在固态图像拾取元件中的光接收表面上的多个突起。另外，近红外光像素的光电转换区域扩展到与可见光像素的光电转换区域的光接收表面相对的表面侧。另外，在与光接收表面相对的表面的像素内进一步形成沟槽。

Description

固态图像拾取元件、图像拾取装置以及制造固态图像拾取元件的方法
技术领域
本技术涉及一种固态图像拾取元件、一种图像拾取装置以及一种制造固态图像拾取元件的方法。具体地，本技术涉及假定在低照度下捕获图像的一种固态图像拾取元件和一种图像拾取装置，以及一种制造固态图像拾取元件的方法。
背景技术
常规地，图像拾取装置包括用于捕获图像数据的固态图像拾取元件。在假定在诸如夜间的低照度下捕获图像的情况下，固态图像拾取元件包括布置的接收红外光的红外(IR)像素和接收可见光的可见光像素。这种固态图像拾取元件经常具有小于可见光量的红外光量，并且因此需要优先提高IR像素的灵敏度。例如，为了提高灵敏度，已经提出了一种具有提供在IR像素的光接收表面上的良好凹凸度的固态图像拾取元件(例如，参考专利文献1)。凹凸度使得光接收表面上的反射率下降并且透射率相对上升，使得与没有提供凹凸度的情况相比，由像素进行光电转换的光量增加并且IR像素的灵敏度提高。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开号2010-199289
发明内容
本发明要解决的问题
然而，常规技术存在入射到IR像素上的光可能泄漏到相邻可见光像素中以引起混色的风险。另外，存在IR像素的灵敏度可能由于光泄露无法充分提高的风险。因此，出现混色或灵敏度不足会降低图像质量的问题。另外，在某些情况下，混色或灵敏度不足会对可见光像素造成问题。
考虑到这些情况而提出了本技术，并且本技术的目的是提高固态图像拾取元件的灵敏度，从而抑制混色。
问题的解决方案
为了解决这些问题而提出了本技术，并且本技术的第一方面是一种固态图像拾取元件，包括：像素，其具有形成在光接收表面上的多个突起；光接收表面侧沟槽，其是在光接收表面处的像素周围形成的沟槽；以及光接收表面侧构件，其掩埋在光接收表面侧沟槽中。这种布置实现了减少光接收表面上的反射率并防止混色的功能。
另外，根据第一方面，多个突起的各个代表点之间的间隔可以是250纳米或更多。这种布置实现了减少具有间隔为250纳米或更多的多个突起的光接收表面上的反射率的功能。
另外，根据第一方面，多个突起的各个代表点之间的间隔可以与平行于光接收表面的预定方向上的像素大小的除数大体上相同。这种布置实现了减少具有间隔为像素大小的除数的多个突起的光接收表面上的反射率的功能。
另外，根据第一方面，多个突起可以形成在光接收表面处的像素的部分区域中。这种布置实现了减少具有形成在像素的部分区域中的多个突起的光接收表面上的反射率的功能。
另外，根据第一方面，光接收表面侧沟槽的深度可以为两微米或更多。这种布置实现了用深度为两微米或更多的光接收表面侧沟槽屏蔽光的功能。
另外，根据第一方面，光接收表面侧构件可以包括折射率低于像素的构件。这种布置实现了利用折射率低于像素的构件反射和散射光的功能。
另外，根据第一方面，光接收表面侧构件可以包括金属。这种布置实现了用金属吸收光的功能。
另外，根据第一方面，像素可以包括：被配置成接收红外光的红外光像素；以及被配置成接收可见光的可见光像素。这种布置实现了接收红外光和可见光像素的功能。
另外，根据第一方面，多个突起可以形成在红外光像素处。这种布置实现了减少红外光像素的光接收表面上的反射率的功能。
另外，根据第一方面，多个突起可以形成在红外光像素和可见光像素两者处。这种布置实现了减少红外光像素和可见光像素的每个光接收表面上的反射率的功能。
另外，根据第一方面，可以进一步提供被配置成中断来自可见光和红外光的红外光的红外光中断滤光器，该红外光中断滤光器布置在可见光像素和图像拾取透镜之间。这种布置实现了中断红外光的功能。
另外，根据第一方面，红外光像素可以包括被配置成光电转换红外光的第一光电转换部分；可见光像素可以包括被配置成光电转换可见光的第二光电转换部分；并且第一光电转换部分可以在被认为是向上的朝向图像拾取透镜的方向上在第二光电转换部分下方扩展。这种布置实现了提高红外光像素的灵敏度的功能。
另外，根据第一方面，红外光像素可以包括被配置成光电转换光的光电转换部分，并且光接收表面侧沟槽的深度可以小于红外光像素的光电转换部分。这种布置实现了使光电转换部分能够在光接收表面侧沟槽下面通过以扩展的功能。
另外，根据第一方面，可以提供多个像素；多个像素各自可以接收具有个别不同波长的光；并且多个像素各自可以包括具有对应于光的波长的深度的光电转换部分。这种布置实现了利用具有对应于波长的深度的光电转换部分执行光电转换的功能。
另外，根据第一方面，可以提供多个像素；多个像素各自可以接收具有个别不同波长的光；并且多个突起的各个代表点之间的间隔可以具有对应于由具备多个突起的像素接收的光的波长的值。这种布置实现了实现对应于光的波长的反射率的降低的功能。
另外，根据第一方面，可以进一步提供：相对表面侧沟槽，其形成在与形成有像素的衬底的光接收表面相对的相对表面处；以及相对表面侧构件，其掩埋在相对表面侧沟槽中。这种布置实现了利用掩埋在相对表面侧沟槽中的相对表面侧构件反射和散射光的功能。
另外，根据第一方面，相对表面侧构件可以包括折射率低于像素的构件。这种布置实现了利用折射率低于像素的构件反射和散射光的功能。
另外，本技术的第二方面是一种图像拾取装置，包括：固态图像拾取元件，包括：像素，其具有在光接收表面上的多个突起；光接收表面侧沟槽，其是在光接收表面处的像素周围形成的沟槽；以及光接收表面侧构件，其掩埋在光接收表面侧沟槽中；以及图像拾取透镜，其被配置成将光引导至固态图像拾取元件。这种布置实现了减少光接收表面上的反射率并防止混色的功能。
另外，根据第二方面，可以进一步提供：红外光中断滤光器，其被配置成中断红外光；以及插入和移除单元，其被配置成执行将红外光中断滤光器插入到图像拾取透镜和固态图像拾取元件之间的预定位置，或从预定位置移除红外光中断滤光器。像素可以包括：被配置成接收红外光的红外光像素；以及被配置成接收可见光的可见光像素。这种布置实现了中断红外光的功能。
另外，根据第二方面，固态图像拾取元件可以进一步包括信号处理单元，其被配置成处理来自像素的像素信号。这种布置实现了从经受信号处理的像素信号生成图像数据的功能。
另外，本技术的第三方面是一种制造固态图像拾取元件的方法，该方法包括：在衬底上形成像素的像素形成过程；在像素的光接收表面处形成多个突起的突起形成过程；在光接收表面处的像素周围形成沟槽作为光接收表面侧沟槽的沟槽形成过程；以及将光接收表面侧构件掩埋在光接收表面侧沟槽中的掩埋过程。这种布置实现了制造固态图像拾取元件的功能，该固态图像拾取元件包括：具有形成在光接收表面上的多个突起的像素；在像素周围形成的光接收表面侧沟槽；以及掩埋在光接收表面侧沟槽中的光接收表面侧屏蔽构件。
另外，根据第二方面，多个突起可以通过湿蚀刻形成。这种布置实现了利用湿蚀刻生成多个突起的功能。
本发明的效果
根据本技术，可以实现能够抑制混色并且提高固态图像拾取元件的灵敏度的突出效果。应注意，这里描述的效果不一定是有限的，并且可以提供在本公开中描述的任何效果。
附图说明
图1是根据本技术的第一实施方案的图像拾取装置的示例性配置的方框图。
图2是根据本技术的第一实施方案的固态图像拾取元件的示例性配置的方框图。
图3是根据本技术的第一实施方案的像素阵列单元的示例性顶视图。
图4是根据本技术的第一实施方案的像素电路的示例性电路图。
图5是根据本技术的第一实施方案的像素阵列单元的示例性截面图。
图6是根据本技术的第一实施方案的像素阵列单元的结构的示例性示意性截面图。
图7是用于描述根据本技术的第一实施方案的突起间间距和沟槽深度之间的关系的视图。
图8是根据本技术的第一实施方案的反射率和波长之间的示例性关系的曲线图。
图9是根据本技术的第一实施方案的透射衍射强度和波长之间的示例性关系的曲线图。
图10是根据本技术的第一实施方案的指示每个光电二极管的区域的像素阵列单元的示例性顶视图。
图11是根据本技术的第一实施方案的指示晶体管的位置的像素阵列单元的示例性顶视图。
图12图示根据本技术的第一实施方案的形成n+层和像素分离区域的制造过程的描述。
图13图示根据本技术的第一实施方案的用于形成n+层和像素分离区域的示例性掩模。
图14图示根据本技术的第一实施方案的用于形成分离n+和像素分离区域的区域的示例性掩模。
图15图示根据本技术的第一实施方案的形成晶体管和浮动扩散层的制造过程的描述。
图16图示根据本技术的第一实施方案的形成平坦化层和粘附层的制造过程的描述。
图17图示根据本技术的第一实施方案的移除氧化膜的制造过程的描述。
图18图示根据本技术的第一实施方案的填充氧化膜的制造过程的描述。
图19是用于描述根据本技术的第一实施方案的直到掩埋金属之前的制造过程的视图。
图20是根据本技术的第一实施方案的制造像素阵列单元的示例性方法的流程图。
图21是根据本技术的第一实施方案的第一修改的像素阵列单元的示例性顶视图。
图22是根据本技术的第一实施方案的第二修改的像素阵列单元的示例性截面图。
图23是根据本技术的第一实施方案的第三修改的指示每个光电二极管的区域的像素阵列单元的示例性顶视图。
图24是根据本技术的第一实施方案的第四修改的指示每个光电二极管的区域的像素阵列单元的示例性顶视图。
图25是根据本技术的第一实施方案的第四修改的像素电路的示例性电路图。
图26是根据本技术的第一实施方案的第五修改的像素阵列单元的结构的示例性示意性截面图。
图27是根据本技术的第一实施方案的第六修改的像素阵列单元的示例性截面图。
图28是根据本技术的第一实施方案的第六修改的像素阵列单元的示例性顶视图。
图29是根据本技术的第二实施方案的像素阵列单元的示例性顶视图。
图30是根据本技术的第二实施方案的像素阵列单元的结构的示例性示意性截面图。
图31是根据本技术的第二实施方案的具有125纳米(nm)的突起间间距的每个像素的灵敏度和波长之间的示例性关系的曲线图。
图32是根据本技术的第二实施方案的具有250纳米(nm)的突起间间距的每个像素的灵敏度和波长之间的示例性关系的曲线图。
图33是根据本技术的第二实施方案的具有400纳米(nm)的突起间间距的每个像素的灵敏度和波长之间的示例性关系的曲线图。
图34是根据本技术的第二实施方案的第一修改的像素阵列单元的示例性顶视图。
图35是根据本技术的第二实施方案的第二修改的像素阵列单元的示例性顶视图。
图36是根据本技术的第二实施方案的第三修改的像素阵列单元的示例性顶视图。
图37是根据本技术的第二实施方案的第四修改的像素阵列单元的结构的示例性示意性截面图。
图38是根据本技术的第二实施方案的第五修改的像素阵列单元的结构的示例性示意性截面图。
图39是根据本技术的第三实施方案的像素阵列单元的结构的示例性示意性截面图。
图40是根据本技术的第三实施方案的修改的图像拾取装置的示例性配置的方框图。
图41是根据本技术的第三实施方案的修改的IR截止滤光片和像素阵列单元的示例性截面图。
图42是根据本技术的第四实施方案的像素阵列单元的结构的示例性示意性截面图。
图43是根据本技术的第四实施方案的具有未被扩展的光电二极管的像素阵列单元的示例性截面图。
图44是根据本技术的第四实施方案的具有被扩展的光电二极管的像素阵列单元的示例性截面图。
图45是根据本技术的第四实施方案的像素阵列单元的示例性底视图。
图46是根据本技术的第四实施方案的每个像素的灵敏度和波长之间的示例性关系的曲线图。
具体实施方式
下面将描述用于执行本技术的模式(以下称为实施方案)。描述将按以下顺序给出。
1.第一实施方案(具有在周围提供有沟槽的蛾眼结构的IR像素的实例)
2.第二实施方案(各自具有在周围提供有沟槽的蛾眼结构的IR像素和可见光像素的实例)
3.第三实施方案(具有在周围提供有沟槽的蛾眼结构的IR像素和布置的IR截止滤光片的实例)
4.第四实施方案(具有在背面在周围提供有沟槽和在正面提供有沟槽的蛾眼结构的IR像素的实例)
<1.第一实施方案>
[图像拾取装置的示例性配置]
图1是根据第一实施方案的图像拾取装置100的示例性配置的方框图。图像拾取装置100包括图像拾取透镜110、固态图像拾取元件200、图像处理单元120、控制单元130、记录单元140和测光单元150。
图像拾取透镜110会聚光并将光引导至固态图像拾取元件200。固态图像拾取元件200根据控制单元130的控制来捕获图像数据，并且通过信号线209向图像处理单元120和测光单元150提供图像数据。固态图像拾取元件200包括接收可见光的可见光像素和接收近红外光的近红外光像素。作为近红外光像素，例如，提供了通过IR透射滤光器接收红外光的IR像素，该IR透射滤光器选择性地透射波长区域为0.14至1.4微米(μm)的近红外光。从固态图像拾取元件200输出的未处理的图像数据被称为原始图像数据。应注意，近红外光像素是权利要求中描述的示例性红外光像素。
图像处理单元120根据控制单元130的控制对原始图像数据执行预定图像处理。图像处理单元120通过信号线129向记录单元140提供处理的图像数据。记录单元140记录图像数据。测光单元150基于图像数据测量光量。测光单元150向控制单元130提供测光量。
控制单元130控制整个固态图像拾取元件200。控制单元130控制固态图像拾取元件200捕获图像数据，并控制图像处理单元120与图像数据的捕获同步地执行图像处理。另外，控制单元130基于测光量改变要由图像处理单元120执行的图像处理的细节。例如，在测光量为阈值或更小的情况下，控制单元130基于原始图像数据中的IR像素的像素信号使图像处理单元120生成单色图像数据。同时，在测光量大于阈值的情况下，控制单元130基于原始图像数据中的可见光像素的像素信号，利用例如去马赛克处理来生成彩色图像数据。
应注意，控制单元130可以基于与测光量不同的信息来控制图像处理单元120。例如，控制单元130基于指示时区(诸如夜间)的时间信息从IR像素的像素信号生成图像数据，并且基于指示白天的时区的时间信息从可见光像素生成图像数据。或者，控制单元130基于由用户的操作生成的操作信号来控制图像处理单元120。
[固态图像拾取元件的示例性配置]
图2是根据第一实施方案的固态图像拾取元件200的示例性配置的方框图。固态图像拾取元件200包括垂直驱动电路210、像素阵列单元300、控制电路220、列信号处理单元230、水平驱动电路240和输出电路250。像素阵列单元300包括以二维晶格形状排列的多个像素。这里，水平排列的像素被称为“行”，并且垂直排列的像素被称为“列”。列信号处理单元230包括为每列提供的信号处理电路231。
控制电路220控制整个固态图像拾取元件200。例如，控制电路220根据控制单元130的控制生成定时信号，以向垂直驱动电路210和水平驱动电路240提供定时信号。定时信号指示在行和列之间进行选择的定时。
垂直驱动电路210根据控制电路220的控制来按顺序选择要曝光的行。
信号处理电路231对来自相应列中的每个像素的像素信号执行预定信号处理。例如，作为信号处理，执行相关双采样(CDS)处理或模拟数字(AD)转换处理来消除像素唯一的固定图案噪声。信号处理电路231根据水平驱动电路240的控制向输出电路250提供处理的像素信号。
水平驱动电路240根据控制电路220的控制来按顺序选择信号处理电路231以输出像素信号。
输出电路250对来自列信号处理单元230的像素信号执行缓冲，以向图像处理单元120进行输出。根据需要，除了缓冲之外，输出电路250还执行各种类型的数字信号处理，诸如黑电平调整和列变化校正。
[像素阵列单元的示例性配置]
图3是根据第一实施方案的像素阵列单元300的示例性顶视图。像素阵列单元300包括提供的可见光像素和近红外光像素。
提供的可见光像素的实例包括R像素310、Gr像素320、B像素330和Gb像素350。来自像素的R像素310是通过选择性地透射红光的滤色器接收光的像素，并且Gr像素320和Gb像素350各自是通过选择性地透射绿光的滤色器接收光的像素。另外，B像素330是通过选择性地透射蓝光的滤色器接收光的像素。
另外，提供的近红外光像素的实例是IR像素340。应注意，为了便于在图3中说明，省略了每个像素的滤光器。
R像素310、Gr像素320、B像素330、IR像素340和Gb像素350各自以预定图案排列。另外，在像素之间形成像素分离区域。相邻像素的各个代表点(例如，中心)之间的间隔在下文中被称为“像素间距”。另外，在IR像素周围的像素分离区域中形成具有特定深度的沟槽，并且沟槽具有掩埋的金属401。
另外，在IR像素340的光接收表面上以预定间隔形成各自具有预定形状的多个突起。每个突起的预定形状例如是四角锥形。相邻突起的各个代表点(例如，顶点)之间的间隔在下文中被称为“突起间间距”。突起间间距小于IR像素接收的红外光的波长(例如，800纳米)。与没有提供突起相比，以这种方式以精细的间隔提供突起允许从每个突起的顶点到底部的折射率发生逐渐变化。这种布置允许光接收表面上的光的反射率下降，使得光的透射率随着下降而升高。以这种方式具有以各自比要接收的光(例如，红外光)的波长短的间隔布置的多个突起的表面的结构通常称为蛾眼结构。
IR像素340的蛾眼结构提高了光接收表面处的透射率，使得IR像素340的灵敏度提高。另外，在IR像素340周围的沟槽中的金属吸收透过IR像素340的光，使得没有光泄漏到相邻像素中。这种布置提高了IR像素的灵敏度并减少了混色。灵敏度的提高和混色的减少提高了由固态图像拾取元件200捕获的图像数据的图像质量。
这里，根据波长将突起间间距设置为最佳值，并且可以将其设置为例如像素间距的除数。在像素间距为2500纳米(nm)的情况下，将突起间间距设置为例如250纳米(nm)，nm为其除数。制造装置将具有设置的突起间间距的蛾眼结构形成为包括IR像素340和其周围的像素分离区域的一部分的区域，该区域具有与像素间距相同长度的一侧。然后，在形成蛾眼结构之后，制造装置跨越IR像素340和像素分离区域之间的边界修剪突起的部分，以形成沟槽。
同时，除IR像素340之外的每个可见光像素(例如，R像素310)的光接收表面具有没有提供突起的平坦表面。
另外，在像素分离区域中提供晶体管形成区域360，在晶体管形成区域360中形成在多个像素之间公用的晶体管(例如，复位晶体管)。
应注意，所有IR像素340不一定具有蛾眼结构，并且沟槽不一定需要形成在每个IR像素340周围。例如，只有部分IR像素340可以具有蛾眼结构，并且沟槽可以仅形成在IR像素340的一部分周围。
[像素电路的示例性配置]
图4是根据第一实施方案的像素电路的示例性电路图。Gr像素320包括转移晶体管321和光电二极管322，并且B像素330包括转移晶体管331和光电二极管332。IR像素340包括转移晶体管341和光电二极管342，并且Gb像素350包括转移晶体管351和光电二极管352。另外，像素分离区域具备浮动扩散层370，并且晶体管形成区域360具备复位晶体管361、放大晶体管362和选择晶体管363。
光电二极管322将接收到的光光电转换成电荷。光电二极管322将生成的电荷提供给转移晶体管321。转移晶体管321根据垂直驱动电路210的控制，将电荷从光电二极管322转移到浮动扩散层370。
光电二极管332、342和352的配置与光电二极管322的配置类似。另外，转移晶体管331、341和351的配置与转移晶体管321的配置类似。
浮动扩散层370累积来自转移晶体管321、331、341和351中的任何一个的电荷，并且生成对应于累积量的电压。浮动扩散层370将具有生成的电压的像素信号提供给放大晶体管362。
复位晶体管361根据垂直驱动电路210的控制，放电浮动扩散层370中的电荷以初始化浮动扩散层370的电压。
放大晶体管362放大来自浮动扩散层370的电信号，并将该电信号作为像素信号提供给选择晶体管363。
选择晶体管363根据垂直驱动电路210的控制，通过垂直信号线将像素信号提供给信号处理电路231。
应注意，浮动扩散层370和晶体管形成区域360在相邻的四个像素之间是公用的，但是实施方案不限于此。例如，浮动扩散层370可以在相邻的两个像素之间是公用的，或者每个像素可以具备例如不在其他像素之间共享的个别浮动扩散层370。
图5是根据第一实施方案的像素阵列单元300的示例性截面图。该截面图沿着图3的线X0-X3截取。
将从支撑衬底433到光接收表面的方向视为向上的方向，在支撑衬底433上形成粘附层432，并且在粘附层432上形成平坦化层431。在平坦化层431上形成绝缘层420，并且在绝缘层420中提供转移晶体管421和布线422。在绝缘层420的上部提供诸如IR像素340和Gb像素350的像素以及像素分离区域402。包括布线和晶体管的绝缘层420的上部的硅的厚度例如为5微米(μm)。
IR像素340包括形成的n+层405，并且Gb像素350包括形成的n+层415。n+层各自用作光电二极管。另外，IR像素340中的n+层405的区域在相邻的n+层415下方扩展。以这种方式，IR像素340的光电二极管(n+层405)的扩展可以提高IR像素340的灵敏度。应注意，所有IR像素340不一定需要扩展光电二极管。例如，只有部分IR像素340可以使光电二极管扩展，并且剩余的IR像素340各自可以具有与可见光像素具有的相同的配置。另外，只要蛾眼结构使灵敏度足够，则405的区域不一定扩展。
另外，在n+层405、n+层415和包括布线和晶体管的绝缘层420之间提供用于抑制来自界面的暗电流的空穴累积部分406。空穴累积部分406由例如p+层形成。
另外，在n+层405的上部形成作为空穴累积部分的p+层404，并且在p+层414的正面形成多个突起。同时，在n+层415的上部形成p+层414，并且其正面是平坦的。
另外，具有特定深度Dtrench1的沟槽403形成在IR像素340周围的像素分离区域402中。沟槽403的深度小于n+层405的深度。使沟槽403比n+层405浅，使得n+层405能够在沟槽403下方通过并且在n+层415下方扩展。应注意，沟槽403是权利要求中描述的示例性光接收表面侧沟槽。
另外，在沟槽403和p+层404和414的正面上形成固定荷电膜413。在固定荷电膜413的上部形成折射率比硅低的氧化膜412。根据菲涅耳方程，从具有高折射率的介质(例如，p+层404)入射到具有低折射率的介质(氧化膜412)上的光的一部分从其间的界面反射，因此氧化膜412用作防止光从每个像素泄漏的材料。
另外，将金属401掩埋在IR像素340周围的沟槽中。同时，在Gb像素350和相邻的可见光像素之间的像素分离区域402中不形成沟槽，并且金属411通过氧化膜412布置在其上部。这些金属片各自也用作防止光从每个像素泄漏的屏蔽材料。应注意，金属411是权利要求中描述的示例性光接收表面侧构件。
如上所述，在正面具有与包括布线和晶体管的绝缘层420相对的背面的光接收表面的固态图像拾取元件200通常称为背照式固态图像拾取元件。
图6是根据第一实施方案的像素阵列单元300的结构的示例性示意性截面图。图6的截面图沿着图3的线X1-X2截取。IR像素具备仅透射红外光的片上IR透射滤光器442，并且可见光像素(例如，R像素)各自具备片上滤色器443，其选择性地透射具有相应波长(例如，红色)的可见光。另外，在滤光器的上部提供片上透镜441。例如，在片上透镜441上沉积厚度为100纳米(nm)的氧化膜(未图示)作为抗反射膜。
另外，在IR像素周围的像素分离区域中提供沟槽，并且将金属401掩埋在沟槽中。另外，IR像素的光电二极管342在可见光像素的光电二极管352下方扩展。
图6中的实线箭头是入射到IR像素上的红外光的示例性轨迹。IR像素的蛾眼结构减少IR像素的光接收表面上的反射率，使得几乎所有的红外光穿过光接收表面。然后，在IR像素周围的金属401屏蔽透射光，使得抑制红外光从IR像素泄漏到相邻像素并防止混色。另外，与每个可见光像素的光电二极管相比，IR像素的光电二极管342扩展。
这里，在每个可见光像素的上部没有提供中断红外光的IR截止滤光片，因此红外光稍微入射到可见光像素上。然而，在可见光像素下方扩展的IR像素的光电二极管342检测入射在可见光像素上的红外光，使得红外光几乎不干扰可见光像素的色彩平衡。
蛾眼结构、金属401的反射以及光电二极管342的扩展提高了IR像素的灵敏度。另外，金属401的屏蔽可以防止混色。灵敏度的提高和混色的防止可以提高图像数据的图像质量。
应注意，IR像素具备仅透射红外光的IR透射滤光器442，但是可以替代地提供透射红外光和可见光的滤光器。或者，可以在IR像素的位置处不提供滤光器。在这种情况下，提供W(白色)像素而不是IR像素。对于这些配置，后续级图像处理单元120通过计算来分离可见光分量和红外光分量，以生成单色图像或彩色图像。
图7是用于描述根据第一实施方案的突起间间距和沟槽深度之间的关系的视图。光的透射率在蛾眼结构的每个突起的顶点和下部之间变化，因此在以每个突起为衍射单位(即，衍射光栅)的蛾眼结构中发生红外光的衍射。通常，通过以下表达式计算在从具有折射率nin的介质入射到具有折射率nout的介质上之后衍射的光的出射角Rout(即，衍射角)。
[数学公式1]
nout×P×sinRout-nin×sinRin＝mλ
其中Rin表示从具有折射率nin的介质入射到具有折射率nout的介质上的光的入射角，并且入射角Rin和出射角Rout的单位例如以“度”表示。P表示衍射光栅(突起)的光栅间间隔(即，突起间间距)，并且该单位例如以纳米(nm)表示。m表示衍射级。λ表示由衍射光栅衍射的衍射光(例如，红外光)的波长，并且该单位例如以纳米(nm)表示。
另外，当在像素中心衍射的光通过沟槽底部的靠近位置并漏出时，像素一侧的大小Spixel和沟槽的深度Dtrench1之间的关系用以下三角函数表达式来表示。
Dtrench1×sin(Rout)＝Spixel/2...表达式2
确定沟槽的深度Dtrench1和突起间间距P中的一个使得能够通过表达式1和表达式2来计算其他值。例如，当沟槽的深度Dtrench1被定义为2000纳米(nm)并且像素大小Spixel被定义为2400纳米(nm)时，通过表达式2计算约31度的值作为出射角Rout。
另外，一级衍射光在衍射光中最占优势，因此衍射级m被定义为“1”，并且红外光的波长被定义为800纳米(nm)。另外，作为入射侧介质的空气的折射率nin被定义为“1.000”，并且入射角Rin被定义为“0”度。然后，作为出射侧介质的硅的折射率nout被定义为“3.712”。当出射角Rout为31度时，通过表达式1计算约418纳米(nm)的值作为突起间间距P。随着突起间间距P减小，出射角Rout根据表达式1增加，导致红外光可能通过沟槽下方的风险降低。因此，在此条件下，理想的是出射角Rout具有微小的余量并且突起间间距P为400纳米(nm)或更小。例如，如果突起间间距P为400纳米(nm)，则出射角Rout为32.6度，足够大于31度。
另外，相反地，通过确定突起间间距P，沟槽的深度Dtrench1可以通过表达式1和表达式2来计算。例如，如果突起间间距P为约400纳米(nm)，则获取约2227纳米(nm)的值，即约2.227微米(μm)的值作为沟槽的深度Dtrench1。沟槽的深度Dtrench1理想地为2微米(μm)或更多。
图8是根据第一实施方案的反射率和波长之间的示例性关系的曲线图。在图中，垂直轴表示反射率，并且水平轴表示光的波长。另外，实线指示作为具有平坦的光接收表面的像素中的波长的函数的反射特性，并且虚线指示作为具有蛾眼结构的光接收表面的像素中的波长的函数的反射特性，该像素具有200纳米(nm)的突起间间距。点划线指示作为具有蛾眼结构的光接收表面的像素中的波长的函数的反射特性，该像素具有100纳米(nm)的突起间间距。
如图8中所示，蛾眼结构的反射率低于平面结构。另外，对于蛾眼结构，具有200纳米(nm)的突起间间距的像素的反射率低于具有100纳米(nm)的突起间间距的像素。
图9是根据第一实施方案的透射衍射强度和波长之间的示例性关系的曲线图。在图中，垂直轴表示透射衍射强度，并且水平轴表示波长。另外，实线指示作为具有平坦的光接收表面的像素中的波长的函数的透射衍射强度特性，并且虚线指示作为具有蛾眼结构的光接收表面的像素中的波长的函数的透射衍射强度特性，该像素具有200纳米(nm)的突起间间距。点划线指示作为具有蛾眼结构的光接收表面的像素中的波长的函数的透射衍射强度特性，该像素具有100纳米(nm)的突起间间距。
如图9中所示，对于蛾眼结构，具有200纳米(nm)的突起间间距的像素的透射衍射强度高于具有100纳米(nm)的突起间间距的像素。
如图8和图9中所示，随着突起间间距变大，反射率降低并且透射衍射强度增加。因此，为了满足系统所要求的诸如反射率的条件，基于图8和图9的特性、表达式1和表达式2来确定突起间间距。
图10是根据第一实施方案的指示每个光电二极管的区域的像素阵列单元300的示例性顶视图。在图中，由粗实线包围的每个部分指示IR像素中的光电二极管342的区域。另外，每个由虚线围绕的区域指示可见光像素的光电二极管322、332和352的区域，以及浮动扩散层370的区域。两个可见光像素在X方向或Y方向上与光接收表面平行地布置在相邻IR像素340之间。
IR像素中的光电二极管342的区域在相邻的Gr像素、Gb像素和B像素的各自的光电二极管下方扩展，从而避免了浮动扩散层370。与没有扩展相比，这种布置可以提高IR像素的灵敏度。
图11是根据第一实施方案的指示晶体管的位置的像素阵列单元的示例性顶视图。浮动扩散层370在四个像素之间是公用的，并且转移晶体管321、331、341和351被提供给像素。另外，在像素分离区域中的晶体管形成区域360中提供在四个像素之间公用的复位晶体管361、放大晶体管362和选择晶体管363。
[制造固态图像拾取元件的方法]
图12图示根据第一实施方案的形成n+层和像素分离区域的制造过程的描述。图12a是安装在用于固态图像拾取元件200的制造装置上的绝缘体上硅(SOI)衬底450的示例性截面图。在图12a中，以黑色填充的区域指示氧化膜，诸如二氧化硅(SiO2)。如图12b中所示，通过例如在氧化膜附近的硼注入来形成p+层414。然后，如图12c中所示，形成n+层、像素分离区域和累积部分。
通过多个过程形成n+层、像素分离区域和累积部分。随着氧化膜向下，首先形成n+层的下部451，接着形成n+层的上部452。下部451排除可见光像素侧上的n+层的扩展部分。同时，上部452包括可见光像素侧上的n+层的扩展部分。然后，形成像素分离区域的下部453，接着形成累积部分的下部454。接着，形成累积部分的上部455和像素分离区域的上部456。
图13图示根据第一实施方案的用于形成n+层和像素分离区域的示例性掩模。图13a是用于形成n+层的下部451的掩模461的平面图，并且图13b是用于形成n+层的上部452的掩模462的平面图。图13c是用于形成像素分离区域的下部453的掩模463的平面图。在图中，纯白色部分各自指示开口部分。
掩模461具有用于像素的区域的开口。通过掩模461，例如，制造装置在3兆电子伏特(MeV)的离子束照射下将磷每平方厘米(cm2)注入5E11数量。或者，制造装置在2.5兆电子伏特(MeV)的离子束照射下将磷每平方厘米(cm2)注入1E12数量。该过程形成n+层的下部451。
掩模462具有用于包括相邻四个像素的区域的开口。通过掩模462，例如，制造装置在1.0兆电子伏特(MeV)的离子束照射下将磷每平方厘米(cm2)注入5E12数量。该过程形成n+层的上部452。
掩模463具有用于像素之间的区域的开口。通过掩模463，例如，制造装置在1.0兆电子伏特(MeV)的离子束照射下将硼每平方厘米(cm2)注入3E12数量。该过程形成像素分离区域的下部453。
图14图示根据第一实施方案的用于形成分离n+和像素分离区域的区域的示例性掩模。图14a是用于形成将n+向上和向下分开的p+区域454的掩模464的平面图，并且图14b是用于形成垂直分离n+和像素分离区域的上部456的p+区域455的掩模465的平面图。在图中，纯白色部分各自指示开口部分。
掩模464具有用于可见光像素的区域的开口。通过掩模464，例如，制造装置在0.7兆电子伏特(MeV)的离子束照射下将硼每平方厘米(cm2)注入5E12数量。该过程形成累积部分的下部454。
掩模465具有用于像素之间的区域的一部分，IR像素和可见光像素的区域的开口。通过掩模465，例如，制造装置在0.4兆电子伏特(MeV)的离子束照射下将硼每平方厘米(cm2)注入5E12数量。该过程形成累积部分的上部455和像素分离区域的上部456。然后，制造装置在1000℃的退火温度下通过退火处理激活杂质元素。
图15图示根据第一实施方案的形成晶体管和浮动扩散层的制造过程的描述。在形成n+层、像素分离区域和累积部分之后，制造装置为每个晶体管形成栅极457(如图15a中所示)，并形成侧壁458(如图15b中所示)。然后，制造装置形成作为与分离n+层的p+区域有关的p+区域的空穴累积部分406，并且形成浮动扩散层416，如图15c中所示。另外，制造装置为每个晶体管形成源极和漏极。
图16图示根据第一实施方案的形成平坦化层和粘附层的制造过程的描述。在形成浮动扩散层416之后，制造装置形成自对准硅化物阻挡膜，如图16a中所示。然后，制造装置形成包括布线层和晶体管的绝缘层420，如图16b中所示，并且按顺序形成平坦化层431和粘附层432，如图16c中所示。例如，通过化学气相沉积(CVD)方法将氮化钛(TiN)形成为粘附层432。
图17图示根据第一实施方案的移除氧化膜的制造过程的描述。在形成粘附层432之后，制造装置使支撑衬底433粘附到粘附层432。然后，制造装置将固态图像拾取元件200倒置并移除氧化膜以暴露p+层414，如图17b中所示。
图18图示根据第一实施方案的填充氧化膜的制造过程的描述。在移除SIO衬底上的氧化膜之后，制造装置将蛾眼结构形成到IR像素上的p+层404并且接着形成沟槽403，如图18a中所示。这里，例如通过日本专利申请公开号2013-033864中描述的方法来形成蛾眼结构。在该方法中，蛾眼结构通过用掩模进行湿蚀刻而形成，该掩模具有覆盖突起的顶点部分的点状抗蚀剂图案。
在形成蛾眼结构之后，制造装置利用六氟化硫(SF6)/八氟环丁烷(C4F8)气体进行干蚀刻来形成沟槽403。干蚀刻使用经受抗蚀剂图案化的抗蚀剂掩模，使得抗蚀剂掩模对于像素分离区域的各部分具有各自的开口。抗蚀剂掩模的每个开口部分的大小设置为例如200纳米(nm)。为了抑制因界面引起的暗电流，凹槽区域的界面期望具有包括孔的p+层。
接着，制造装置将固定荷电膜413沉积在界面上，如图19中所示。例如，通过原子层沉积(ALD)方法沉积Al2O3作为固定荷电膜413。然后，制造装置各向同性地沉积作为折射率低于硅的绝缘膜的氧化膜412，以阻塞沟槽403的内部。氧化膜412的厚度例如为50纳米(nm)。应注意，在固定荷电膜413的沉积之后，制造装置可以进一步使用物理气相沉积(PVD)方法将用于优化反射率的膜沉积到光接收表面上。
然后，通过CVD方法掩埋诸如钨(W)或铝(Al)的金属，使得制造具有图5中所示的截面的像素阵列单元300。接着，形成滤光器和片上透镜，使得完成具有图6中所示的截面的像素阵列单元300。
图20是根据第一实施方案的制造像素阵列单元300的示例性方法的流程图。当安装SOI衬底时，制造装置在氧化膜附近形成P+层(步骤S901)。然后，制造装置利用多个掩模形成n+层和像素分离区域(步骤S902)。
接着，制造装置生成每个晶体管的栅极(步骤S903)，并且形成侧壁(步骤S904)。然后，制造装置形成累积电荷的累积部分(步骤S905)，并且形成浮动扩散层(步骤S906)。另外，制造装置形成每个晶体管的源极和漏极(步骤S907)，并且形成自对准硅化物阻挡膜(步骤S908)。
随后，制造装置形成布线层(步骤S909)，并且形成平坦化层和粘附层(步骤S910)。制造装置对支撑衬底进行粘附(步骤S911)，并且例如利用湿蚀刻来形成IR像素的蛾眼结构(步骤S912)。然后，制造装置例如利用干蚀刻在IR像素周围形成沟槽(步骤S913)，并且沉积氧化膜(步骤S914)。接着，制造装置将金属掩埋在沟槽中(步骤S915)并且执行剩余的处理，诸如形成片上透镜，以完成像素阵列单元的制造。
以这种方式，根据本技术的第一实施方案，在IR像素340的光接收表面上形成多个突起，以及将金属掩埋在IR像素340周围的沟槽中使得光接收表面上的反射率降低，并且金属吸收从IR像素340泄漏的光。反射率的降低使得IR像素340的灵敏度提高。另外，泄漏光的吸收可以防止从IR像素340泄漏到相邻可见光像素的光的波长和每个相邻可见光像素上的入射光的波长之间的混色。
[第一修改]
根据第一实施方案，制造装置在包括IR像素340的整个光接收表面的区域中形成蛾眼结构，并且跨越IR像素340和像素分离区域之间的边界修剪突起的部分，以形成沟槽。然而，该制造方法具有在修剪突起的部分时可能发生缺陷的风险。因此，制造装置期望地形成蛾眼结构，使得没有突起跨越IR像素340和像素分离区域之间的边界。例如，蛾眼结构至少需要仅形成在布置在IR像素340的中心处的部分区域中。根据第一实施方案的第一修改的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，仅在IR像素340的中心处的部分区域中形成蛾眼结构。
图21是根据第一实施方案的第一修改的像素阵列单元300的示例性顶视图。根据第一修改的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，仅在IR像素340的光接收表面上的中心处的部分区域中形成蛾眼结构。IR像素340的剩余部分具有与可见光像素类似的平面结构。
应注意，蛾眼结构形成在IR像素340的中心处，但是蛾眼结构可以形成在除中心外的任何位置处。主光线的入射角根据像素阵列单元300中的IR像素340的位置而变化。例如，入射角在像素阵列单元300的右端或左端较小，但在像素阵列单元300的中心附近较大。因此，主光线的入射位置在像素阵列单元300的中心和端部之间变化。要提供蛾眼结构的位置至少需要根据入射位置而改变。例如，靠近像素阵列单元300的中心的IR像素340具有形成在像素的中心处的蛾眼结构。同时，靠近像素阵列单元300的端部的IR像素340具有形成在诸如右端或左端的位置处的蛾眼结构。
以这种方式，根据本技术的第一实施方案的第一修改，多个突起形成在IR像素340的部分区域中，因此制造装置在形成沟槽时不需要修剪突起的部分。这种布置可以抑制缺陷的发生。
[第二修改]
根据第一实施方案，将金属401掩埋在IR像素340周围的沟槽403中，但是可以将与金属401不同的构件(例如，氧化膜412)作为反射光的构件掩埋在沟槽中。根据第一实施方案的第二修改的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，不同于金属401的构件被掩埋在沟槽403中。
图22是根据第一实施方案的第二修改的像素阵列单元300的示例性截面图。根据第二修改的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，氧化膜412被掩埋在沟槽403中。氧化膜412的厚度例如为150纳米(nm)。如上所述，氧化膜412的折射率低于硅，因此从IR像素340泄漏的光根据菲涅耳方程被反射，使得可以防止混色。另外，金属401被布置在像素分离区域402的上部，而不被掩埋在沟槽403中。
[第三修改]
根据第一实施方案，在X轴方向和Y方向上每隔两个可见光像素布置IR像素，但是像素阵列单元300中的IR像素340的数量可以减少，并且可见光像素的数量可以通过减少而增加。根据第一实施方案的第三修改的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，可见光像素的数量增加。
图23是根据第一实施方案的第三修改的指示每个光电二极管的区域的像素阵列单元300的示例性顶视图。根据第三修改，在相邻的IR像素340之间沿X轴方向和Y轴方向布置三个可见光像素。即，每隔三个可见光像素布置IR像素。因此，IR像素340的数量少于根据第一实施方案的IR像素340的数量，其中每隔两个可见光像素布置IR像素340，并且可见光像素的数量通过减少而增加。光电二极管332的布置随着IR像素340的布置的改变而改变。应注意，根据第三修改的光电二极管332的形状和面积类似于根据第一实施方案的光电二极管332的形状和面积。
以这种方式，根据本技术的第一实施方案的第三修改，可见光像素的数量的增加可以提高基于可见光像素的图像数据的图像质量。
[第四修改]
根据第一实施方案，四个像素共享浮动扩散层370和复位晶体管361，但是两个像素可以共享例如浮动扩散层370。根据第一实施方案的第四修改的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，两个像素共享例如浮动扩散层370。
图24是根据第一实施方案的第四修改的指示每个光电二极管的区域的像素阵列单元的示例性顶视图。在根据第四修改的像素阵列单元300中，相邻的两个像素共享浮动扩散层370，因此浮动扩散层370的数量是其中四个像素共享的根据第一实施方案的浮动扩散层370的数量的两倍。另外，由于浮动扩散层370的数量增加，避开浮动扩散层370形成的光电二极管352的面积小于根据第一实施方案的光电二极管352的面积。
图25是根据第一实施方案的第四修改的像素电路的示例性电路图。如图中所示，根据第四修改，两个像素(诸如IR像素340和Gb像素350)共享浮动扩散层370、复位晶体管361、放大晶体管362和选择晶体管363。彼此共享的像素数量的减少，减少了浮动扩散层370累积或放电电荷的次数或公用晶体管操作的次数。这种布置可以使固态图像拾取元件200的寿命比根据第一实施方案的固态图像拾取元件200的寿命延长更多。
以这种方式，根据本技术的第一实施方案的第四修改，每两个像素共享浮动扩散层370和晶体管，因此浮动扩散层370累积或放电电荷的次数或晶体管操作的次数可以减少。
[第五修改]
根据第一实施方案，可见光像素的光电二极管的深度彼此相同。然而，从作为波长的函数的灵敏度最优化的观点来看，每个可见光像素的光电二极管的深度可以具有对应于由像素接收的光的波长的值。根据第一实施方案的第五修改的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，光电二极管具有对应于由像素接收的光的波长的深度。
图26是根据第一实施方案的第五修改的像素阵列单元300的结构的示例性示意性截面图。从作为波长的函数的灵敏度最优化的观点来看，在根据第五修改的像素阵列单元300中，由于要接收的光的波长短，光电二极管的深度较浅。具体来说，B像素330的波长短，然后G像素320或350、R像素310和IR像素340按照波长递增的顺序排列。因此，像素阵列单元300形成为诸如B像素330的光电二极管332最浅，并且光电二极管按照G像素320或350、R像素310和IR像素340的顺序变深。
然后，将其中光电二极管的深度相对较浅的B像素或G像素优先布置在与IR像素相邻的位置处。如果与IR像素相邻的可见光像素的光电二极管变浅，则沟槽可以通过浅度变浅。根据第五修改的沟槽的深度Dtrench2小于根据第一实施方案的深度Dtrench1。沟槽变浅使得在沟槽和可见光像素下方扩展的光电二极管342的体积增加。
以这种方式，根据本技术的第一实施方案的第五修改，具有相对较浅深度的光电二极管被布置用于与IR像素相邻的可见光像素，因此IR像素的光电二极管342的体积可以增加。
[第六修改]
根据第一实施方案，蛾眼结构和沟槽形成在背照式固态图像拾取元件200中，但是蛾眼结构和沟槽可以形成在布线层侧具有光接收表面的前照式固态图像拾取元件200中。根据第一实施方案的第六修改的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，光接收表面在布线层侧上。
图27是根据第一实施方案的第六修改的像素阵列单元的示例性截面图。IR像素340包括形成的n+层501，并且相邻的Gb像素350包括形成的n+层502。n+层各自用作光电二极管。将指向光接收表面的方向视为向上的方向，n+层501在n+层502下方扩展。另外，在n+层501的上部形成p+层505，并且在n+层502的上部形成p+层507。p+层505具有蛾眼结构，而p+层507具有平面结构。另外，在IR像素340周围的像素分离区域中形成沟槽503，并且将金属504掩埋在沟槽503中。另外，在像素分离区域中形成浮动扩散层506。另外，在p+层505和p+层507的上部提供包括布线层的绝缘层509，并且例如在布线层509中布置转移晶体管508。
该配置允许诸如IR像素340的像素光电转换通过在前面的布线层509接收的光。通常，这种前照式固态图像拾取元件不需要修剪衬底等的过程，并且比背照式固态图像拾取元件更容易制造。
图28是根据第一实施方案的第六修改的像素阵列单元300的示例性顶视图。在IR像素340周围提供沟槽503，并且将金属504掩埋在沟槽503中。应注意，沟槽503形成为使得沟槽503避开浮动扩散层506，以及包括例如形成在其中的复位晶体管的晶体管形成区域360。
以这种方式，根据本技术的第一实施方案的第六修改，提供前照式固态图像拾取元件，因此可以比背照式固态图像拾取元件更容易制造。
<2.第二实施方案>
根据第一实施方案，蛾眼结构仅提供给每个IR像素340并在其周围提供沟槽，以提高IR像素340的灵敏度并防止光从IR像素340泄漏。然而，每个可见光像素的灵敏度可能变得不足并且光可能从每个可见光像素泄漏。根据第二实施方案的固态图像拾取元件200与根据第一实施方案的固态图像拾取元件200的不同之处在于，提高可见光像素的灵敏度，并且防止光从可见光像素泄漏。
图29是根据第二实施方案的像素阵列单元300的示例性顶视图。根据第二实施方案的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，可见光像素(诸如B像素330)的光接收表面各自具有包括形成的多个突起的蛾眼结构。另外，与第一实施方案不同，在可见光像素周围提供沟槽并且将金属401掩埋在沟槽中。这里，像素的各自的突起间间距是相同的。
应注意，所有可见光像素不一定需要具有蛾眼结构，并且沟槽不一定需要形成在所有可见光像素周围。例如，只有部分可见光像素可能具有蛾眼结构，并且沟槽可能仅形成在部分可见光像素周围。对IR像素340进行类似的方式。
另外，蛾眼结构形成在每个可见光像素的中心处，但是蛾眼结构可以形成在与中心不同的任何位置处。例如，对于在像素阵列单元300的中心附近的可见光像素，蛾眼结构形成在可见光像素的中心处。同时，对于在像素阵列单元300的端部附近的可见光像素，蛾眼结构形成在主光线的入射位置处，诸如右端或左端。对IR像素340进行类似的方式。
图30是根据第二实施方案的像素阵列单元300的结构的示例性示意性截面图。每个可见光像素的蛾眼结构减少了可见光像素的光接收表面上的反射率，使得几乎所有的可见光穿过光接收表面。另外，在穿过可见光像素之后出射到相邻像素的光被可见光像素周围的沟槽中的金属401屏蔽，使得抑制光从可见光像素泄漏到相邻像素，并且防止混色。
图31是根据第二实施方案的具有125纳米(nm)的突起间间距的每个像素的灵敏度和波长之间的示例性关系的曲线图。在图中，垂直轴表示每个像素的灵敏度，并且水平轴表示入射在每个像素上的光的波长。另外，粗实线指示作为波长的函数的具有平面结构的R像素的灵敏度，并且细实线指示作为波长的函数的具有蛾眼结构的R像素的灵敏度。粗虚线指示作为波长的函数的具有平面结构的G像素的灵敏度，并且细虚线指示作为波长的函数的具有蛾眼结构的G像素的灵敏度。粗点划线指示作为波长的函数的具有平面结构的B像素的灵敏度，并且细点划线指示作为波长的函数的具有蛾眼结构的B像素的灵敏度。如图中所示，对于125纳米(nm)的突起间间距，蛾眼结构和平面结构之间的灵敏度没有很大差异。
图32是根据第二实施方案的具有250纳米(nm)的突起间间距的每个像素的灵敏度和波长之间的示例性关系的曲线图。如图中所示，对于250纳米(nm)的突起间间距，与100纳米(nm)的突起间间距相比，R像素之间、G像素之间以及B像素之间的灵敏度各有差异。
图33是根据第二实施方案的具有300纳米(nm)的突起间间距的每个像素的灵敏度和波长之间的示例性关系的曲线图。如图中所示，对于300纳米(nm)的突起间间距，与250纳米(nm)的突起间间距相比，R像素之间、G像素之间以及B像素之间的灵敏度各有较大的差异。
如图31至图33中所示，如果突起间间距为250纳米(nm)或更多，则充分获取灵敏度提高效果。因此，突起间间距理想的是250纳米(nm)或更多。
以这种方式，根据本技术的第二实施方案，在每个可见光像素的光接收表面上形成多个突起，在其周围提供沟槽，以及掩埋金属401使得每个可见光像素的反射率减少，并且金属吸收从每个可见光像素泄漏的光。反射率的减少可以提高每个可见光像素的灵敏度。另外，泄漏光的吸收可以防止混色。
[第一修改]
根据第二实施方案，制造装置在包括像素的整个光接收表面的区域中形成蛾眼结构，并且跨越像素和像素分离区域之间的边界修剪突起的部分，以形成沟槽。然而，制造方法具有在修剪突起的部分时可能发生缺陷的风险。因此，制造装置期望地形成蛾眼结构，使得没有突起跨越像素和像素分离区域之间的边界。例如，蛾眼结构至少需要仅形成在布置在像素的中心处的部分区域中。根据第一实施方案的第一修改的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，仅在像素的中心处的部分区域中形成蛾眼结构。
图34是根据第二实施方案的第一修改的像素阵列单元300的示例性顶视图。根据第一修改的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，仅在每个IR像素340和可见光像素的光接收表面上的中心处的部分区域中形成蛾眼结构。
以这种方式，根据本技术的第二实施方案的第一修改，在每个像素的部分区域中形成多个突起，因此制造装置不需要修剪突起的部分。这种布置可以抑制缺陷的发生。
[第二修改]
根据第二实施方案的第一修改，制造装置在像素的中心部分形成蛾眼结构。然而，在像素的整个表面上形成蛾眼结构比在该部分的形成更多地提高灵敏度。应注意，如果突起跨越像素和像素分离区域之间的边界，则如上所述，存在由于制造装置在形成沟槽时修剪突起的部分而可能发生缺陷的风险。根据第二实施方案的第二修改的固态图像拾取元件200与根据第二实施方案的固态图像拾取元件200的不同之处在于，在像素的整个表面上形成蛾眼结构，使得突起不跨越像素和像素分离区域之间的边界。
图35是根据第二实施方案的第二修改的像素阵列单元300的示例性顶视图。根据第二修改的像素阵列单元300与根据第二实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，基于与X方向或Y方向上的像素大小的除数大体上相同的突起间间距来形成多个突起。例如，在像素一侧的大小Spixel为2400纳米(nm)的情况下，突起间间距设置为480纳米。这种布置防止突起跨越像素和像素分离区域之间的边界，因此不存在形成沟槽时可能发生缺陷的风险。
应注意，对于其中仅针对IR像素340形成蛾眼结构的第一实施方案，类似地，可以基于与像素大小的除数大体上相同的突起间间距来形成多个突起。
以这种方式，根据本技术的第二实施方案的第二修改，突起间间距与预定方向上像素大小的除数大体上相同，使得突起不跨越像素和像素分离区域之间的区域。这种布置不存在当制造装置形成沟槽时可能发生缺陷的风险。
[第三修改]
根据第二修改，像素的各自的突起间间距是相同的。这里，如上所述，较大的突起间间距有助于获取反射率降低效果。应注意，根据表达式1和表达式2，入射光的波长越短，衍射角越大，因此在突起间间距彼此相同的条件下，很有可能发生混色。因此，由于衍射角的增加，短波长需要小的突起间间距。因此，用于获取反射率降低效果并且几乎不引起混色的最佳突起间间距的值取决于像素上的入射光的波长。因此，理想地根据入射光的波长来设置突起间间距。根据第二实施方案的第三修改的固态图像拾取元件200与根据第二实施方案的固态图像拾取元件200的不同之处在于，基于对应于入射光的波长的突起间间距来形成多个突起。
图36是根据第二实施方案的第三修改的像素阵列单元300的示例性顶视图。根据第三修改的像素阵列单元300与根据第二实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，随着像素上的入射光的波长较短，像素的突起间间距较小。具体来说，B像素330的波长较短，然后G像素320或350、R像素310和IR像素340按照波长递增的顺序排列。因此，蛾眼结构形成为使得B像素330的突起间间距最短，并且G像素320或350、R像素310和IR像素340按照突起间间距递增的顺序排列。
以这种方式，根据本技术的第二实施方案的第三修改，对每个像素形成基于对应于入射光的波长的突起间间距的多个突起，因此与像素的各自的突起间间距相同的情况相比，不太可能发生混色。
[第四修改]
根据第二实施方案，IR像素340和可见光像素都提供给固态图像拾取元件200。然而，滤光器需要单独提供给IR像素340和可见光像素，因此与仅提供IR像素的情况相比，制造过程增加。因此，从促进制造的角度来看，可以仅提供IR像素，然后可以形成蛾眼结构和沟槽。根据第二实施方案的第四修改的固态图像拾取元件200与根据第二实施方案的固态图像拾取元件200的不同之处在于，仅提供IR像素并且形成蛾眼结构和沟槽。
图37是根据第二实施方案的第四修改的像素阵列单元300的结构的示例性示意性截面图。根据第四修改的像素阵列单元300与根据第二实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，不提供可见光像素并且仅提供IR像素340。IR像素340的各自的光接收表面具有蛾眼结构，并且在其周围提供沟槽，包括掩埋的金属401。
以这种方式，根据本技术的第二实施方案的第四修改，仅提供IR像素340，在每个光接收表面上形成多个突起，以及将金属掩埋在周围的沟槽中使得每个光接收表面上的反射率降低，并且金属吸收从每个像素泄漏的光。另外，根据第二实施方案的第四修改，不需要为可见光像素提供滤色器，因为不提供可见光像素，使得与根据其中提供可见光像素的第二实施方案的制造相比，促进了制造。
[第五修改]
根据第二实施方案，将金属401掩埋在每个像素(例如，R像素310)周围的沟槽中，但是可以将与金属401不同的构件(例如，氧化膜412)掩埋在沟槽中。根据第二实施方案的第五修改的固态图像拾取元件200与根据第二实施方案的固态图像拾取元件200的不同之处在于，氧化膜412被掩埋在沟槽中。
图38是根据第二实施方案的第五修改的像素阵列单元300的结构的示例性示意性截面图。根据第五修改的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，氧化膜412被掩埋在沟槽403中。如上所述，氧化膜412的折射率低于硅，因此从IR像素340泄漏的光根据菲涅耳方程被反射，使得可以防止混色。另外，金属401被布置在像素分离区域402的上部，而不被掩埋在沟槽403中。
<3.第三实施方案>
根据第一实施方案，没有提供IR截止滤光片，但是由于透射可见光的滤光器除了可见光之外还透射轻微的红外光，所以存在红外光可能入射在可见光像素上以降低图像质量的风险。根据第三实施方案的固态图像拾取元件200与根据第一实施方案的固态图像拾取元件200的不同之处在于，朝向可见光像素的红外光被中断。
图39是根据第三实施方案的像素阵列单元300的结构的示例性示意性截面图。与根据第一实施方案的像素阵列单元300不同，根据第三实施方案的像素阵列单元300进一步包括IR截止滤光片444。
IR截止滤光片444中断朝向可见光像素的红外光。在片上透镜441的上部提供IR截止滤光片444。应注意，IR截止滤光片444在对应于IR像素340的部分处具有开口，并且仅中断朝向可见光像素的红外光。
以这种方式，根据本技术的第三实施方案，提供在对应于IR像素340的部分处具有开口的IR截止滤光片444，可以中断可见光像素上的红外光的入射。这种布置可以提高图像数据的图像质量。
[修改]
根据第三实施方案，提供在对应于IR像素340的部分处具有开口的IR截止滤光片444，但是存在来自开口部分的红外光可能入射到可见光像素上的风险。根据第三实施方案的第一修改的固态图像拾取元件200与根据第三实施方案的固态图像拾取元件200的不同之处在于，插入不具有开口部分的IR截止滤光片。
图40是根据第三实施方案的修改的图像拾取装置100的示例性配置的方框图。与根据第三实施方案的图像拾取装置100不同，根据第三实施方案的修改的图像拾取装置100进一步包括IR截止滤光片160和电机170。另外，与根据第三实施方案的固态图像拾取元件200不同，根据第三实施方案的修改的固态图像拾取元件200不包括IR截止滤光片444。
IR截止滤光片160中断红外光。IR截止滤光片160在对应于可见光像素的部分处没有开口。电机170根据控制单元130的控制，将IR截止滤光片160插入图像拾取透镜110和固态图像拾取元件200之间的预定位置或从该位置移除IR截止滤光片160。应注意，IR截止滤光片160是权利要求中描述的示例性红外光中断滤光器。另外，电机170是权利要求中描述的示例性插入和移除单元。
基于测光量，根据第三实施方案的修改的控制单元130控制电机170执行插入或移除IR截止滤光片160。例如，在测光量为阈值或更小的情况下，控制单元130使IR截止滤光片160被移除。否则，控制单元130使IR截止滤光片160被插入。应注意，控制单元130可以基于与测光量不同的信息来控制电机170。例如，控制单元130基于指示诸如夜间的时区的时间信息移除IR截止滤光片160，并且基于指示白天的时区的时间信息插入IR截止滤光片160。或者，控制单元130基于操作信号来控制电机170。
图41是根据第三实施方案的修改的IR截止滤光片160和像素阵列单元300的示例性截面图。如图中所示，由于IR截止滤光片160在对应于IR像素340的部分处不具有开口，所以没有红外光入射到可见光像素上。因此，与第三实施方案相比，图像数据的图像质量可以提高。
以这种方式，根据本技术的第三实施方案的修改，插入或移除不具有开口部分的IR截止滤光片160可以中断朝向可见光像素的红外光。这种布置可以提高从可见光像素的像素信号生成的图像数据的质量。
<4.第四实施方案>
根据第一实施方案，仅在光接收表面(背面)上形成沟槽，但是可以进一步在与背面相对的正面上形成沟槽。根据第四实施方案的固态图像拾取元件200与根据第一实施方案的固态图像拾取元件200的不同之处在于，进一步在正面上形成沟槽。
图42是根据本技术的第四实施方案的像素阵列单元300的结构的示例性示意性截面图。根据第四实施方案的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，在正面上形成沟槽472。在正面的每个像素的中心部分附近形成沟槽472。另外，类似于背面上的沟槽403，沟槽472具有掩埋的氧化膜。另外，沟槽403的上部具备平坦化膜471。应注意，沟槽472是权利要求中描述的示例性相对表面侧沟槽。另外，沟槽472中的氧化膜是权利要求中描述的示例性相对表面侧构件。
另外，根据第四实施方案的像素阵列单元300与根据第一实施方案的像素阵列单元300的不同之处在于，除了IR像素之外，还对可见光像素形成蛾眼结构，并且在背面的可见光像素周围形成沟槽403。另外，与第一实施方案不同，IR像素的光电二极管不向IR像素侧扩展。此外，与第一实施方案不同，只有氧化膜被掩埋在不提供金属的沟槽403和452中。
如上所述，在正面上提供沟槽472除了允许光散射在蛾眼结构的微凸体上之外，还允许光在沟槽472上被反射和散射，使得光径比在没有提供沟槽472的情况下的光径长。这种布置可以提高像素的灵敏度。
应注意，类似于第四实施方案，可以在根据第一、第二和第三实施方案和其修改的每个像素阵列单元300的正面上形成沟槽472。应注意，在第一实施方案的第六修改(前照式)中提供沟槽472的情况下，由于光接收表面位于正面，所以沟槽472提供在背面。
图43是根据第四实施方案的像素阵列单元300的结构的示例性截面图。在提供有像素的衬底的绝缘层420侧的表面，即，在正面，沟槽472形成在每个像素的中心部分中。当从正面看时，沟槽472的深度比正面和背面之间的距离短。
应注意，图43图示了红外光像素的光电二极管不扩展，但光电二极管可能不会扩展。图44是根据第四实施方案的像素阵列单元300的结构的示例性截面图，其中红外光像素的光电二极管扩展。在这种情况下，在提供有红外光像素的衬底的绝缘层420侧的表面，即，在正面，沟槽472仅形成在像素的中心部分处。当从正面看时，沟槽472的深度比正面和背面之间的距离短。
图45是根据第四实施方案的像素阵列单元300的示例性底视图。该图图示了当从底部看时像素阵列单元300是衬底的正面。沟槽472作为岛状物提供在每个像素的中心部分处。
图46是根据第四实施方案的每个像素的灵敏度和波长之间的示例性关系的曲线图。在图中，垂直轴表示每个像素的灵敏度，并且水平轴表示入射在每个像素上的光的波长。另外，粗实线指示作为波长的函数的在正面上没有沟槽472的R像素的灵敏度，并且细实线指示作为波长的函数的在正面上具有沟槽472的R像素的灵敏度。粗虚线指示作为波长的函数的在正面上没有沟槽472的G像素的灵敏度，并且细虚线指示作为波长的函数的在正面上具有沟槽472的G像素的灵敏度。粗点划线指示作为波长的函数的在正面上没有沟槽472的B像素的灵敏度，并且细点划线指示作为波长的函数的在正面上具有沟槽472的B像素的灵敏度。如图中所示，在正面上提供沟槽472提高了每个像素的灵敏度。例如，灵敏度提高了约百分之五(％)。
以这种方式，根据本技术的第四实施方案，在正面上提供沟槽472以及掩埋氧化膜允许光在沟槽472上被反射和散射，使得可以进一步提高每个像素的灵敏度。
应注意，上述实施方案是为了实施本技术而例示的，并且实施方案中的事项和权利要求中的与本发明有关的特定事项彼此处于对应关系。类似地，权利要求中的与本发明有关的特定事项对应于用与特定事项相同的名称表示的本技术的实施方案中的事项。应注意，本技术不限于这些实施方案，因此在不脱离精神的范围的情况下对这些实施方案进行各种修改，使得可以实施本技术。
应注意，这里描述的效果不一定是有限的，并且可以提供在本公开中描述的任何效果。
应注意，本技术也可以具有以下配置。
(1)
一种固态图像拾取元件，包括：
像素，其具有形成在光接收表面上的多个突起；
光接收表面侧沟槽，其是在所述光接收表面处的所述像素周围形成的沟槽；以及
光接收表面侧构件，其掩埋在所述光接收表面侧沟槽中。
(2)
根据上述(1)所述的固态图像拾取元件，其中所述多个突起的各个代表点之间的间隔为250纳米或更多。
(3)
根据上述(1)或(2)所述的固态图像拾取元件，其中所述多个突起的各个代表点之间的间隔与平行于所述光接收表面的预定方向上的所述像素大小的除数大体上相同。
(4)
根据上述(1)或(2)所述的固态图像拾取元件，其中所述多个突起形成在所述光接收表面处的所述像素的部分区域中。
(5)
根据上述(1)至(4)中任一项所述的固态图像拾取元件，依照根据上述(1)至(4)中任一项所述的固态图像拾取元件，其中所述光接收表面侧沟槽的深度为两微米或更多。
(6)
根据上述(1)至(5)中任一项所述的固态图像拾取元件，其中所述光接收表面侧构件包括折射率低于所述像素的构件。
(7)
根据上述(1)至(6)中任一项所述的固态图像拾取元件，其中所述光接收表面侧构件包括金属。
(8)
根据上述(1)至(7)中任一项所述的固态图像拾取元件，其中所述像素包括：被配置成接收红外光的红外光像素；以及被配置成接收可见光的可见光像素。
(9)
根据上述(8)所述的固态图像拾取元件，其中所述多个突起形成在所述红外光像素处。
(10)
根据上述(8)所述的固态图像拾取元件，其中所述多个突起形成在所述红外光像素和所述可见光像素两者处。
(11)
根据上述(8)至(10)中任一项所述的固态图像拾取元件，进一步包括：
红外光中断滤光器，其被配置成中断来自所述可见光和所述红外光的所述红外光，
所述红外光中断滤光器布置在所述可见光像素和图像拾取透镜之间。
(12)
根据上述(8)至(11)中任一项所述的固态图像拾取元件，其中所述红外光像素包括被配置成光电转换所述红外光的第一光电转换部分，
所述可见光像素包括被配置成光电转换所述可见光的第二光电转换部分，以及
所述第一光电转换部分在被认为是向上的朝向图像拾取透镜的方向上在所述第二光电转换部分下方扩展。
(15)
根据上述(8)至(12)中任一项所述的固态图像拾取元件，其中所述红外光像素包括被配置成光电转换所述光的光电转换部分，以及
所述光接收表面侧沟槽的深度小于所述红外光像素的所述光电转换部分。
(14)
根据上述(1)至(13)中任一项所述的固态图像拾取元件，其中提供多个所述像素，
所述多个像素各自接收具有个别不同波长的光，以及
所述多个像素各自包括具有对应于所述光的所述波长的深度的光电转换部分。
(15)
根据上述(1)至(14)中任一项所述的固态图像拾取元件，其中提供多个所述像素，
所述多个像素各自接收具有个别不同波长的光，以及
所述多个突起的各个代表点之间的间隔具有对应于由具备所述多个突起的所述像素接收的所述光的所述波长的值。
(16)
根据上述(1)至(15)中任一项所述的固态图像拾取元件，进一步包括：
相对表面侧沟槽，其形成在与形成有所述像素的衬底的所述光接收表面相对的相对表面处；以及
相对表面侧构件，其掩埋在所述相对表面侧沟槽中。
(17)
根据上述(16)所述的固态图像拾取元件，其中所述相对表面侧构件包括折射率低于所述像素的构件。
(18)
一种图像拾取装置，包括：
固态图像拾取元件，包括：像素，其具有在光接收表面上的多个突起；光接收表面侧沟槽，其是在所述光接收表面处的所述像素周围形成的沟槽；以及光接收表面侧构件，其掩埋在所述光接收表面侧沟槽中；以及
图像拾取透镜，其被配置成将光引导至所述固态图像拾取元件。
(19)
根据上述(18)所述的图像拾取装置，进一步包括：
红外光中断滤光器，其被配置成中断红外光；以及
插入和移除单元，其被配置成执行将所述红外光中断滤光器插入到所述图像拾取透镜和所述固态图像拾取元件之间的预定位置，或从所述预定位置移除所述红外光中断滤光器，
其中所述像素包括：被配置成接收所述红外光的红外光像素；以及被配置成接收可见光的可见光像素。
(20)
根据上述(18)或(19)所述的图像拾取装置，其中所述固态图像拾取元件进一步包括信号处理单元，其被配置成处理来自所述像素的像素信号。
(21)
一种制造固态图像拾取元件的方法，所述方法包括：
在衬底上形成像素的像素形成过程；在所述像素的光接收表面处形成多个突起的突起形成过程；
在所述光接收表面处的所述像素周围形成沟槽作为光接收表面侧沟槽的沟槽形成过程；以及
将光接收表面侧构件掩埋在所述光接收表面侧沟槽中的掩埋过程。
(22)
根据上述(21)所述的制造方法，其中所述多个突起通过湿蚀刻形成。
参考符号列表
100 图像拾取装置
110 图像拾取透镜
120 图像处理单元
130 控制单元
140 记录单元
150 测光单元
160 IR截止滤光片
170 电机
200 固态图像拾取元件
210 垂直驱动电路
220 控制电路
230 列信号处理单元
231 信号处理电路
240 水平驱动电路
250 输出电路
300 像素阵列单元
310 R像素
320 Gr像素
321、331、341、351、421、508 转移晶体管
322、332、342、352 光电二极管
330 B像素
340 IR像素
350 Gb像素
360 晶体管形成区域
361 复位晶体管
362 放大晶体管
363 选择晶体管
370、416、506 浮动扩散层
401、411、504、473 金属
402 像素分离区域
403、472、503 沟槽
404、414、505、507 p+层
405、415、501、502 n+层
406 空穴累积部分
412 氧化膜
413 固定荷电膜
420、509 绝缘层
422 布线
431 平坦化层
432 粘附层
433 支撑衬底
441 片上透镜
442 IR透射滤光器
443 滤色器
444 IR截止滤光片
450 SOI衬底
457 栅极
458 侧壁
461、462、463、464、465 掩模
471 平坦化膜

Claims (19)

1.一种固态图像拾取元件，包含：
像素，其具有形成在光接收表面上的多个突起；
光接收表面侧沟槽，其是在所述光接收表面处的所述像素周围形成的沟槽；以及
光接收表面侧构件，其掩埋在所述光接收表面侧沟槽中，
其中所述像素包括被配置成接收红外光的红外光像素以及被配置成接收可见光的可见光像素，
所述红外光像素包括被配置成光电转换所述红外光的第一光电转换部分，
所述可见光像素包括被配置成光电转换所述可见光的第二光电转换部分，
所述第一光电转换部分在被认为是向上的朝向图像拾取透镜的方向上在所述第二光电转换部分下方扩展，以及
所述光接收表面侧沟槽的深度小于所述第一光电转换部分的深度且大于所述第二光电转换部分的深度，以防止混色。
2.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，其中所述多个突起的各个代表点之间的间隔为250纳米或更多。
3.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，其中所述多个突起的各个代表点之间的间隔与平行于所述光接收表面的预定方向上的所述像素大小的除数大体上相同。
4.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，其中所述多个突起形成在所述光接收表面处的所述像素的部分区域中。
5.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，其中所述光接收表面侧沟槽的深度为两微米或更多。
6.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，其中所述光接收表面侧构件包括折射率低于所述像素的构件。
7.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，其中所述光接收表面侧构件包括金属。
8.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，其中所述多个突起形成在所述红外光像素处。
9.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，其中所述多个突起形成在所述红外光像素和所述可见光像素两者处。
10.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，进一步包含：
近红外光中断滤光器，其被配置成中断来自所述可见光和所述红外光的所述红外光，
所述近红外光中断滤光器布置在所述可见光像素和图像拾取透镜之间。
11.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，其中提供多个所述像素，
所述多个像素各自接收具有个别不同波长的光，以及
所述多个像素各自包括具有对应于所述光的所述波长的深度的光电转换部分。
12.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，其中提供多个所述像素，
所述多个像素各自接收具有个别不同波长的光，以及
所述多个突起的各个代表点之间的间隔具有对应于由具备所述多个突起的所述像素接收的所述光的所述波长的值。
13.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，进一步包含：
相对表面侧沟槽，其形成在与形成有所述像素的衬底的所述光接收表面相对的相对表面处；以及
相对表面侧构件，其掩埋在所述相对表面侧沟槽中。
14.根据权利要求13所述的固态图像拾取元件，其中所述相对表面侧构件包括折射率低于所述像素的构件。
15.一种图像拾取装置，包含：
固态图像拾取元件，包括：像素，其具有在光接收表面上的多个突起；光接收表面侧沟槽，其是在所述光接收表面处的所述像素周围形成的沟槽；以及光接收表面侧构件，其掩埋在所述光接收表面侧沟槽中，
其中所述像素包括被配置成接收红外光的红外光像素以及被配置成接收可见光的可见光像素，
所述红外光像素包括被配置成光电转换所述红外光的第一光电转换部分，
所述可见光像素包括被配置成光电转换所述可见光的第二光电转换部分，
所述第一光电转换部分在被认为是向上的朝向图像拾取透镜的方向上在所述第二光电转换部分下方扩展，以及
所述光接收表面侧沟槽的深度小于所述第一光电转换部分的深度且大于所述第二光电转换部分的深度，以防止混色；以及
图像拾取透镜，其被配置成将光引导至所述固态图像拾取元件。
16.根据权利要求15所述的图像拾取装置，进一步包含：
红外光中断滤光器，其被配置成中断红外光；以及
插入和移除单元，其被配置成执行将所述红外光中断滤光器插入到所述图像拾取透镜和所述固态图像拾取元件之间的预定位置，或从所述预定位置移除所述红外光中断滤光器。
17.根据权利要求15所述的图像拾取装置，其中所述固态图像拾取元件进一步包括信号处理单元，其被配置成处理来自所述像素的像素信号。
18.一种制造固态图像拾取元件的方法，所述方法包含：
在衬底上形成像素的像素形成过程；
在所述像素的光接收表面处形成多个突起的突起形成过程；
在所述光接收表面处的所述像素周围形成沟槽作为光接收表面侧沟槽的沟槽形成过程；以及
将光接收表面侧构件掩埋在所述光接收表面侧沟槽中的掩埋过程，
其中所述像素包括被配置成接收红外光的红外光像素以及被配置成接收可见光的可见光像素，
所述红外光像素包括被配置成光电转换所述红外光的第一光电转换部分，
所述可见光像素包括被配置成光电转换所述可见光的第二光电转换部分，
所述第一光电转换部分在被认为是向上的朝向图像拾取透镜的方向上在所述第二光电转换部分下方扩展，以及
所述光接收表面侧沟槽的深度小于所述第一光电转换部分的深度且大于所述第二光电转换部分的深度，以防止混色。
19.根据权利要求18所述的制造方法，其中所述多个突起通过湿蚀刻形成。
CN201680071102.XA 2015-12-11 2016-10-27 固态图像拾取元件、图像拾取装置以及制造固态图像拾取元件的方法 Active CN108292665B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015242261A JP2017108062A (ja) 2015-12-11 2015-12-11 固体撮像素子、撮像装置、および、固体撮像素子の製造方法
JP2015-242261 2015-12-11
PCT/JP2016/081806 WO2017098830A1 (ja) 2015-12-11 2016-10-27 固体撮像素子、撮像装置、および、固体撮像素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108292665A CN108292665A (zh) 2018-07-17
CN108292665B true CN108292665B (zh) 2023-04-18

Family

ID=59013980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680071102.XA Active CN108292665B (zh) 2015-12-11 2016-10-27 固态图像拾取元件、图像拾取装置以及制造固态图像拾取元件的方法

Country Status (6)

Country Link
US (3) US10715751B2 (zh)
EP (1) EP3389092B1 (zh)
JP (1) JP2017108062A (zh)
KR (1) KR102648932B1 (zh)
CN (1) CN108292665B (zh)
WO (1) WO2017098830A1 (zh)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6303803B2 (ja) 2013-07-03 2018-04-04 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
US10600213B2 (en) 2016-02-27 2020-03-24 Focal Sharp, Inc. Method and apparatus for color-preserving spectrum reshape
JP6911767B2 (ja) 2016-04-25 2021-07-28 ソニーグループ株式会社 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器
US12009379B2 (en) * 2017-05-01 2024-06-11 Visera Technologies Company Limited Image sensor
US10121811B1 (en) * 2017-08-25 2018-11-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method of high-aspect ratio pattern formation with submicron pixel pitch
US10319768B2 (en) 2017-08-28 2019-06-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor scheme for optical and electrical improvement
WO2019054101A1 (ja) * 2017-09-14 2019-03-21 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像装置、及びそれを備える撮像装置
JP6485675B1 (ja) * 2017-09-14 2019-03-20 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像装置、及びそれを備える撮像装置
JP6990550B2 (ja) * 2017-09-27 2022-01-12 富士通株式会社 赤外線検出器、撮像素子、及び撮像システム
US11075242B2 (en) * 2017-11-27 2021-07-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Semiconductor devices for image sensing
KR102531355B1 (ko) * 2018-03-20 2023-05-10 삼성전자주식회사 이미지 센서
US10367023B1 (en) * 2018-06-12 2019-07-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor image sensor
JP2020027884A (ja) 2018-08-13 2020-02-20 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置及び電子機器
US11211419B2 (en) 2018-08-15 2021-12-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Composite bsi structure and method of manufacturing the same
KR102309358B1 (ko) 2018-08-15 2021-10-08 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 복합 bsi 구조물 및 그 제조 방법
JP2022002229A (ja) * 2018-09-05 2022-01-06 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置、および撮像素子
US10991746B2 (en) 2018-10-29 2021-04-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. High performance image sensor
DE102019102176B4 (de) * 2019-01-29 2022-11-24 Senorics Gmbh Hybrides multispektrales Bauelement
WO2020163183A1 (en) * 2019-02-04 2020-08-13 Flir Commercial Systems, Inc. Imager optical systems and methods
WO2020170841A1 (ja) 2019-02-21 2020-08-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 アバランシェフォトダイオードセンサ及び測距装置
KR102393910B1 (ko) * 2019-03-22 2022-05-03 아크소프트 코포레이션 리미티드 타일형 이미지 센서
JP2021040088A (ja) * 2019-09-05 2021-03-11 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置及び電子機器
TW202114241A (zh) * 2019-09-25 2021-04-01 日商索尼半導體解決方案公司 光接收元件、距離測量模組及電子儀器
JP2021068788A (ja) 2019-10-21 2021-04-30 キヤノン株式会社 光電変換装置、光電変換装置の製造方法、および撮像システム
JP2021082724A (ja) * 2019-11-20 2021-05-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置及び電子機器
JP2021090022A (ja) * 2019-12-06 2021-06-10 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子および撮像装置
US11244979B2 (en) * 2019-12-19 2022-02-08 Omnivision Technologies, Inc. Deep trench isolation (DTI) structure for CMOS image sensor
US11670725B2 (en) 2020-02-25 2023-06-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Image sensor with absorption enhancement structure
DE102020111371A1 (de) 2020-02-27 2021-09-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd. Absorptionsanreicherungsstruktur zur erhöhung der quanteneffizienz eines bildsensors
US11600647B2 (en) * 2020-02-27 2023-03-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Absorption enhancement structure to increase quantum efficiency of image sensor
JP2023516410A (ja) * 2020-03-03 2023-04-19 ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド イメージセンサおよびイメージ光感知方法
EP4135038A4 (en) 2020-04-10 2024-02-21 Optohub Co., Ltd SEMICONDUCTOR IMAGE SENSOR
US20230197748A1 (en) * 2020-04-20 2023-06-22 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging element and electronic device
WO2021215290A1 (ja) * 2020-04-20 2021-10-28 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子
KR20210145405A (ko) * 2020-05-25 2021-12-02 에스케이하이닉스 주식회사 이미지 센싱 장치
TWI737482B (zh) * 2020-09-04 2021-08-21 力晶積成電子製造股份有限公司 影像感測器
FR3114441B1 (fr) * 2020-09-24 2022-10-07 Commissariat Energie Atomique Photodiode de type spad
EP3979322A1 (en) * 2020-09-30 2022-04-06 AMS Sensors Belgium BVBA Pixel structure and method for manufacturing a pixel structure
JP2022108423A (ja) * 2021-01-13 2022-07-26 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子、撮像装置
WO2022163405A1 (ja) 2021-01-26 2022-08-04 国立大学法人静岡大学 固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法
CN115332274A (zh) * 2021-05-10 2022-11-11 联华电子股份有限公司 影像传感器
JP2023005457A (ja) * 2021-06-29 2023-01-18 ゼタテクノロジーズ株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器
TW202332029A (zh) * 2021-11-19 2023-08-01 新加坡商普里露尼庫斯新加坡私人有限公司 包括可見光和近紅外感測器的像素陣列的反向結構設計
JP2023098007A (ja) * 2021-12-28 2023-07-10 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置、電子機器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101582436A (zh) * 2008-05-13 2009-11-18 索尼株式会社 固体摄像器件和电子装置
CN101689557A (zh) * 2008-07-11 2010-03-31 松下电器产业株式会社 固态摄像装置
JP2013033864A (ja) * 2011-08-02 2013-02-14 Sony Corp 固体撮像素子の製造方法、固体撮像素子、および電子機器
CN104253952A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 索尼公司 固态成像装置及其驱动方法以及电子设备
WO2015001987A1 (ja) * 2013-07-03 2015-01-08 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
WO2015170629A1 (ja) * 2014-05-09 2015-11-12 ソニー株式会社 固体撮像素子および電子機器

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5252509A (en) * 1988-03-15 1993-10-12 Texas Instruments Incorporated Ccd imager responsive to long wavelength radiation
US7252869B2 (en) * 2003-10-30 2007-08-07 Niyaz Khusnatdinov Microtextured antireflective surfaces with reduced diffraction intensity
JP4396684B2 (ja) * 2006-10-04 2010-01-13 ソニー株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP2009158944A (ja) 2007-12-06 2009-07-16 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
US8395686B2 (en) 2007-12-06 2013-03-12 Sony Corporation Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and camera
US8008696B2 (en) * 2008-06-26 2011-08-30 International Business Machines Corporation Band gap modulated optical sensor
US7888266B2 (en) * 2008-06-26 2011-02-15 International Business Machines Corporation Band gap modulated optical sensor
JP5185157B2 (ja) 2009-02-25 2013-04-17 浜松ホトニクス株式会社 フォトダイオードの製造方法及びフォトダイオード
KR101608903B1 (ko) * 2009-11-16 2016-04-20 삼성전자주식회사 적외선 이미지 센서
JP2011149901A (ja) * 2010-01-25 2011-08-04 Rohm Co Ltd 受光装置およびモバイル機器
JP5536517B2 (ja) * 2010-04-14 2014-07-02 浜松ホトニクス株式会社 固体撮像装置
JP5857399B2 (ja) * 2010-11-12 2016-02-10 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器
US20120313205A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Homayoon Haddad Photosensitive Imagers Having Defined Textures for Light Trapping and Associated Methods
TW201405792A (zh) 2012-07-30 2014-02-01 Sony Corp 固體攝像裝置、固體攝像裝置之製造方法及電子機器
JP6186900B2 (ja) * 2013-06-04 2017-08-30 ソニー株式会社 固体撮像装置、電子機器、レンズ制御方法、および撮像モジュール
JP2015065270A (ja) * 2013-09-25 2015-04-09 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
JP2015146356A (ja) * 2014-01-31 2015-08-13 株式会社東芝 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法
US9768220B2 (en) * 2014-04-15 2017-09-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Deep trench isolation structure for image sensors
JP2015220313A (ja) 2014-05-16 2015-12-07 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
US9825073B2 (en) * 2014-05-23 2017-11-21 Omnivision Technologies, Inc. Enhanced back side illuminated near infrared image sensor
US9653507B2 (en) * 2014-06-25 2017-05-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Deep trench isolation shrinkage method for enhanced device performance
US9686457B2 (en) * 2015-09-11 2017-06-20 Semiconductor Components Industries, Llc High efficiency image sensor pixels with deep trench isolation structures and embedded reflectors
KR102577844B1 (ko) * 2016-08-09 2023-09-15 삼성전자주식회사 이미지 센서
JP2018107358A (ja) * 2016-12-27 2018-07-05 キヤノン株式会社 撮像装置の製造方法および撮像システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101582436A (zh) * 2008-05-13 2009-11-18 索尼株式会社 固体摄像器件和电子装置
CN101689557A (zh) * 2008-07-11 2010-03-31 松下电器产业株式会社 固态摄像装置
JP2013033864A (ja) * 2011-08-02 2013-02-14 Sony Corp 固体撮像素子の製造方法、固体撮像素子、および電子機器
CN104253952A (zh) * 2013-06-28 2014-12-31 索尼公司 固态成像装置及其驱动方法以及电子设备
WO2015001987A1 (ja) * 2013-07-03 2015-01-08 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
WO2015170629A1 (ja) * 2014-05-09 2015-11-12 ソニー株式会社 固体撮像素子および電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
EP3389092B1 (en) 2021-04-07
US11159751B2 (en) 2021-10-26
KR102648932B1 (ko) 2024-03-19
EP3389092A1 (en) 2018-10-17
WO2017098830A1 (ja) 2017-06-15
KR20180093884A (ko) 2018-08-22
US11310444B2 (en) 2022-04-19
US10715751B2 (en) 2020-07-14
US20180359434A1 (en) 2018-12-13
EP3389092A4 (en) 2019-01-02
JP2017108062A (ja) 2017-06-15
US20200304733A1 (en) 2020-09-24
CN108292665A (zh) 2018-07-17
US20190158766A1 (en) 2019-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108292665B (zh) 固态图像拾取元件、图像拾取装置以及制造固态图像拾取元件的方法
JP7556008B2 (ja) 光検出装置
CN102893400B (zh) 固体摄像装置及其制造方法
US9786704B2 (en) CMOS image sensor structure with crosstalk improvement
JP6105538B2 (ja) ソリッドステート撮像装置とその製造方法
JP6103301B2 (ja) 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子機器
JP6308717B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および撮像システム
JP5814626B2 (ja) 光電変換装置及び光電変換装置の製造方法
US9806116B2 (en) Complementary metal grid and deep trench isolation in CIS application
US20160099280A1 (en) Image sensors and methods of forming the same
CN104183611A (zh) 固态成像装置和电子设备
JP5547260B2 (ja) 固体撮像装置
CN105308746A (zh) 固态成像器件及其制造方法以及电子设备
CN103779364A (zh) 固体拍摄装置的制造方法及固体拍摄装置
JP2009021415A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
JP2013243364A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP6061544B2 (ja) 撮像装置の製造方法
TWI757894B (zh) 影像感測器和其形成方法
CN104347648A (zh) 固体摄像装置的制造方法以及固体摄像装置
KR20110079323A (ko) 이미지 센서 및 그 제조방법
JP2013229446A (ja) 固体撮像素子及び固体撮像の製造方法
JP2008103368A (ja) 裏面照射型撮像素子及びこれを備えた撮像装置及び裏面照射型撮像素子の製造方法
TW201507119A (zh) 固態影像感測裝置及固態影像感測裝置之製造方法
CN109950261B (zh) 背面照明式全局快门传感器及其像素
CN103137639A (zh) 包含光导的背侧照明式(bsi)像素

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant