CN110024128A - 固态图像拾取元件、其制造方法和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及能够抑制由于大气暴露引起的有机光电转换膜的光电转换特性的变动的固态图像拾取元件、固态图像拾取元件的制造方法和电子设备。所述固态图像拾取元件包括：形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；和密封所述光电转换膜的侧面的侧壁。所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。本公开可以适用于例如CMOS图像传感器等。

Description

固态图像拾取元件、其制造方法和电子设备
技术领域
本公开涉及一种固态图像拾取元件、其制造方法和电子设备。特别地，本公开涉及能够抑制由于大气暴露引起的有机光电转换膜的光电转换特性的变动的固态图像拾取元件、固态图像拾取元件的制造方法和电子设备。
背景技术
近年来，电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器具有像素尺寸减小的趋势。因此，入射在单位像素上的光子数(光量)减小，从而降低了像素的感度，由此信号/噪声(S/N)比有时降低。
此外，已经广泛使用采用包括排列在平面上的红色、绿色和蓝色像素的像素阵列的图像传感器，例如，具有基色滤光器的拜耳阵列。对于这样的图像传感器，例如，绿光和蓝光不透过滤色器中的红色像素，并且不用于光电转换，从而导致感度方面的损失。此外，随着通过像素之间的内插处理生成颜色信号时，可能会出现伪色。
另一方面，已经提出了一种图像传感器，其具有包括垂直层叠的三个光电转换层的结构，以针对一个像素获得三种颜色的光电转换信号(例如，参见专利文献1)。
例如，专利文献1公开了一种固态图像拾取元件，其具有以下结构，包括：用于检测绿光以生成与绿光对应的信号电荷的光电转换单元，所述光电转换单元设置在硅基板上；和用于检测蓝光和红光的两个光电转换区域，所述两个光电转换区域层叠在硅基板内。
此外，还提出了一种背面照射型固态图像拾取元件。这种固态图像拾取元件具有以下结构，包括设置在硅基板上方的一层光电转换膜和设置在硅基板内的两种颜色光电转换单元，并且电路形成面形成在与光接收面相对的一侧上(例如，参见专利文献2)。
对于这种背面照射型固态图像拾取元件，在无机光电转换单元和有机光电转换单元之间未形成电路、配线等。因此，可以使同一像素内的无机光电转换单元和有机光电转换单元之间的距离接近。结果，可以抑制各种颜色的F值依赖性和各颜色之间感度的变化。
另一方面，由于有机光电转换膜一般对于大气中的H2O和O2的耐受性弱，因此需要在包括设置在硅基板上方的有机光电转换膜的结构中构建密封结构。例如，专利文献3提出了一种包括双层上部电极的结构，其被设置利用在结构的上侧的第二上部电极来密封有机光电转换膜。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利公开No.2003-332551
专利文献2：日本专利公开No.2011-29337
专利文献3：日本专利公开No.2015-56554
发明内容
发明要解决的问题
然而，利用专利文献3的技术，有机光电转换膜需要暴露于大气，直到构建密封结构。这种大气暴露有时会引起有机光电转换膜的外周部的光电转换特性的变动。
鉴于这种情况做出了本公开，其能够抑制由于大气暴露引起的有机光电转换膜的光电转换特性的变动。
解决问题的方案
根据本公开第一方面的固态图像拾取元件包括：形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；和密封所述光电转换膜的侧面的侧壁，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
根据本公开第二方面的制造固态图像拾取元件的方法包括：在半导体基板的上侧形成光电转换膜；和形成密封所述光电转换膜的侧面的侧壁，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
根据本公开第三方面的电子设备包括：固态图像拾取元件，所述固态图像拾取元件包括：形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；和密封所述光电转换膜的侧面的侧壁，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
根据本公开的第一至第三方面，光电转换膜形成在半导体基板的上侧，并且侧壁密封光电转换膜的侧面，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
根据本公开第四方面的固态图像拾取元件包括：形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；在所述光电转换膜下方针对每个像素分开形成的下部电极；和在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中的虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与多个下部电极之间的绝缘膜不同。
根据本公开第五方面的制造固态图像拾取元件的方法包括：在半导体基板的上侧形成针对每个像素分开的下部电极；在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中形成虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与多个下部电极之间的绝缘膜不同；和在多个下部电极中的每一个的上表面上形成光电转换膜。
根据本公开第六方面的电子设备包括：固态图像拾取元件，所述固态图像拾取元件包括：形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；在所述光电转换膜下方针对每个像素分开形成的下部电极；和在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中的虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与多个下部电极之间的绝缘膜不同。
根据本公开的第四至第六方面，在半导体基板的上侧形成针对每个像素分开的下部电极；在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中形成虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与多个下部电极之间的绝缘膜不同；和在多个下部电极中的每一个的上表面上形成光电转换膜。
固态图像拾取元件和电子设备可以是独立的装置，或者可以是包含在其他装置中的模块。
发明效果
根据本公开的第一至第三方面，可以抑制由于大气暴露引起的有机光电转换膜的光电转换特性的变动。
根据本公开的第四至第六方面，可以减少化学机械抛光(CMP)凹陷以改善结构的平坦性。
请注意，这里记载的效果不必受限制，并且可以适用本公开中记载的任何效果。
附图说明
图1是本公开技术适用的固态图像拾取元件的示意性构成的图。
图2是根据固态图像拾取元件的第一实施方案的断面结构的图。
图3是形成有化学机械抛光(CMP)虚设膜和遮光膜的区域的平面图和断面图。
图4是第一实施方案的第一制造方法的说明图。
图5是第一实施方案的第一制造方法的说明图。
图6是形成再沉积膜的说明图。
图7是第一实施方案的第二制造方法的说明图。
图8是CMP虚设膜的效果的说明图。
图9是根据固态图像拾取元件的第二实施方案的断面结构的图。
图10是根据固态图像拾取元件的第三实施方案的断面结构的图。
图11是第三实施方案的制造方法的说明图。
图12是根据固态图像拾取元件的第四实施方案的断面结构的图。
图13是用作本公开技术适用的电子设备的图像拾取装置的构成例的框图。
图14是图像传感器的使用例的说明图。
图15是车辆控制系统的示意性构成例的框图。
图16是车外信息检测部和图像拾取单元的安装位置的例子的说明图。
具体实施方式
在下文中，将说明用于实施本公开的形态(下文中称为实施方案)。请注意，将按以下顺序给出说明。
1.固态图像拾取元件的示意性构成例
2.第一实施方案(具有侧壁和CMP虚设膜(dummy film)的固态图像拾取元件的构成例)
3.第二实施方案(使用具有高密封性的材料的构成例)
4.第三实施方案(对于CMP虚设膜使用下部电极材料的构成例)
5.第四实施方案(针对每个像素分开的光电转换膜的构成例)
6.电子设备的适用例
7.移动体控制系统的应用例
<1.固态图像拾取元件的示意性构成例>
图1是本公开技术适用的固态图像拾取元件的示意性构成的图。
图1的固态图像拾取元件1包括：像素阵列单元3，包括以二维矩阵配置的像素2；在像素阵列单元3的外侧的外围电路单元21(图2)；包含例如硅(Si)作为半导体的半导体基板12，像素阵列单元3和外围电路单元21设置在半导体基板12上。外围电路单元21包括垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7、控制电路8等。
各像素2包括在基板深度方向上层叠的多个光电转换单元和多个像素晶体管(所谓的MOS晶体管)。在多个像素晶体管中，例如，各像素晶体管包括传输晶体管、选择晶体管、复位晶体管和放大晶体管这四个晶体管。
此外，像素2可以具有共享像素结构。该共享像素结构包括多个光电二极管、多个传输晶体管、共享的浮动扩散(浮动扩散区域)以及每个被共享的其他像素晶体管。换句话说，在这种共享像素结构中，包括在多个单位像素中的光电二极管和传输晶体管共享每个其他的像素晶体管。
控制电路8接收：输入时钟；指示操作模式等的数据，并输出诸如关于固态图像拾取元件1的内部信息的数据。换句话说，控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟产生时钟信号和控制信号，作为垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等的操作的基础。然后，控制电路8将产生的时钟信号和控制信号输出到垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等。
垂直驱动电路4包括例如移位寄存器。垂直驱动电路4选择像素驱动线10，将用于驱动像素2的脉冲提供给所选择的像素驱动线10，并以行为单位驱动像素2。换句话说，垂直驱动电路4以行为单位顺次垂直地选择并扫描像素阵列单元3的各像素2。然后，垂直驱动电路4通过垂直信号线9将基于信号电荷的像素信号提供给列信号处理电路5，该信号电荷根据在各像素2的光电转换单元中的接收光量生成。
列信号处理电路5针对像素2的每列配置，并且对于每行对从各像素2输出的信号执行诸如针对每个像素列的噪声消除等信号处理。例如，列信号处理电路5执行用于除去像素固有的固定模式噪声的诸如相关双采样(CDS)和模数(AD)转换等信号处理。
水平驱动电路6包括例如移位寄存器。水平驱动电路6顺次地输出水平扫描脉冲以顺序地选择每个列信号处理电路5，并使每个列信号处理电路5将像素信号输出到水平信号线11。
输出电路7对从每个列信号处理电路5通过水平信号线11顺次提供的信号执行预定的信号处理，并且输出结果信号。例如，输出电路7可以仅执行缓冲，或者在一些情况下可以执行黑电平调整、列变化校正、各种类型的数字信号处理等。输入/输出端子13与外部交换信号。
具有如上所述的这种配置的固态图像拾取元件1是称为列AD型CMOS传感器的CMOS图像传感器，其包括执行CDS处理和AD转换处理的列信号处理电路5，列信号处理电路5针对每个像素列配置。
请注意，本公开技术适用的固态图像拾取元件1不限于这种列AD型，并且可以适用于例如其中多个相邻像素2共享模数转换器(ADC)的区域AD型等。
<2.第一实施方案>
<断面结构>
图2是根据固态图像拾取元件1的第一实施方案的断面结构的图。
请注意，图2的断面结构由于空间的限制示出了四个像素的断面结构。
半导体基板12包括第一导电型(例如，P型)半导体区域41和第二导电型(例如，N型)半导体区域42和43。第二导电型半导体区域42和43以像素为单位在深度方向上形成并层叠在第一导电型半导体区域41内。因此，在深度方向上形成均具有PN结的光电二极管PD1和PD2。每个具有半导体区域42作为电荷累积区域的光电二极管PD1用作接收蓝光以进行光电转换的光电转换单元。每个具有半导体区域43作为另一电荷累积区域的光电二极管PD2用作接收红光以进行光电转换的光电转换单元。
多层配线层46形成在图2中下侧的半导体基板12的表面侧，多层配线层46包括例如读出累积在光电二极管PD1和PD2中的电荷的多个像素晶体管Tr、多个配线层44和层间绝缘膜45。
另一方面，光电转换单元60在图2中上侧的半导体基板12的背面侧经由绝缘膜51和52形成。光电转换单元60包括层叠在一起的上部电极61、有机光电转换膜62和下部电极63。有机光电转换膜62介于上部电极61和下部电极63之间。上部电极61对于像素阵列单元3的所有像素共同形成，下部电极63针对像素阵列单元3的每个像素分开形成3。
半导体基板12内的光电二极管PD1和PD2以及半导体基板12的表面侧的多层配线层46例如如下形成。
首先，光电二极管PD1和PD2形成在减薄之前具有预定厚度的半导体基板12的内部，并且多个像素晶体管Tr和多个电荷累积单元48形成在半导体基板12的表面侧。
接着，在外围电路单元21中形成垂直驱动电路4、控制电路8等，然后在半导体基板12的表面侧形成多层配线层46。其后，将支撑基板(未示出)贴附到多层配线层46，并且作为光照射面侧的半导体基板12的背面侧减薄。结果，如图2所示，第一导电型(例如，P型)半导体区域41薄薄地形成在第二导电型(例如，N型)半导体区域42的相应上表面上。
最后，从半导体基板12的表面侧，在分别连接到电荷累积单元48的位置处形成贯通半导体基板12的通孔。将预定的金属材料埋入每个通孔中以形成导电插塞47。作为导电插塞47的材料，优选使用含有钛(Ti)和氮化钛(TiN)作为阻挡金属的层叠膜和钨(W)。请注意，尽管未示出，但是导电插塞47的外周用含有氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)等的绝缘膜来绝缘。
绝缘膜51形成在半导体基板12的背面侧的基板上表面上。绝缘膜51可以包括一层或多层，其包含诸如氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)或氧化铪(HfO2)等材料。
为了减小与半导体基板12的界面态并抑制暗电流从半导体基板12和绝缘膜51之间的界面态的发生，对于绝缘膜51优选采用具有低界面态的膜。对于这样的绝缘膜51，例如，可以使用包括通过原子层沉积(ALD)法沉积的氧化铪(HfO2)膜和通过等离子体化学气相沉积(CVD)法沉积的SiO2膜的层叠结构。请注意，绝缘膜51的结构和沉积方法不限于这些结构和沉积方法。
下部电极63分别通过贯通绝缘膜51的金属配线53连接到贯通半导体基板12的半导体区域41的导电插塞47。例如，每个金属配线53包含诸如钨(W)、铝(Al)或铜(Cu)等材料。
由光电转换单元60中的光电转换生成的电荷经由金属配线53和导电插塞47传输到电荷累积单元48。电荷累积单元48临时累积在光电转换单元60中光电转换的电荷，直到电荷被读出。
在针对每个像素单独形成的各下部电极63之间形成绝缘膜52。例如，绝缘膜52包括SiO2膜。请注意，绝缘膜51和52可以包含相同的材料。
例如，诸如氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟锌(IZO)等透明导电材料用作上部电极61和下部电极63的材料。上部电极61和下部电极63各自具有例如约50nm的膜厚度。
有机光电转换膜62接收绿光以进行光电转换。对于有机光电转换膜62，仅对绿光具有感度的材料的例子包括含有喹吖啶酮化合物(给电子物质)和苝(perylene)化合物(受电子物质)的有机材料的组合。形成的有机光电转换膜62具有例如约155nm的膜厚度。
上部电极61和有机光电转换膜62的端部的侧面用侧壁54密封。侧壁54包括通过物理溅射下面的绝缘膜52以将下面的绝缘膜52的材料再附着到上部电极61和有机光电转换膜62中的每一个的侧面上而形成的再沉积膜。在第一实施方案中，在侧壁54的正下方的绝缘膜52包括SiO2膜，因此侧壁54的材料至少含有SiO。
在外围电路单元21中形成CMP虚设膜55，其深度方向在与包括下部电极63的层相同的层中和平面方向在像素阵列单元3的外侧，CMP虚设膜55用作在通过化学机械抛光(CMP)进行平坦化处理期间的止挡部。
例如，CMP虚设膜55包含诸如氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、碳化氧化硅(SiCO)、碳化氮化硅(SiCN)或氧氮碳化硅(SiCNO)等材料。
密封膜(保护膜)56覆盖在上部电极61、绝缘膜52、侧壁54和CMP虚设膜55上。然后，在密封膜56上形成遮光膜57。
如图2所示，遮光膜57在预定位置处连接到上部电极61，并且还用作用于向上部电极61施加预定偏压的金属配线。遮光膜57的材料的例子包括诸如钨(W)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、铝(Al)或铜(Cu)等低透过率材料。
在覆盖密封膜56的遮光膜57上进一步形成密封膜58，并且在平坦形成的密封膜58的上表面上针对每个像素形成片上透镜59。
密封膜56和58中的每一个包含光学透明的无机材料，并且例如，包括含有氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(AlO)或氮化铝(AlN)中的任一种的单层膜，或者包括其中两种或更多种的层叠膜。
所使用的片上透镜59的材料的例子包括氮化硅膜(SiN)，或树脂材料，例如：苯乙烯系树脂；丙烯酸系树脂；苯乙烯-丙烯酸共聚物系树脂；或硅氧烷系树脂。密封膜58和片上透镜59可以包含相同的材料。
具有上述构成的根据第一实施方案的固态图像拾取元件1用作背面照射型CMOS图像拾取元件，其中光从与形成有像素晶体管Tr的半导体基板12的表面侧相反的背面侧进入。
第一实施方案的固态图像拾取元件1的特征在于侧壁54形成在上部电极61和有机光电转换膜62的端部的侧面上。这种配置使得能够密封有机光电转换膜62，从而可以抑制有机光电转换膜62的外周部的光电转换特性的变动。
此外，第一实施方案的固态图像拾取元件1具有其他特征，即，CMP虚设膜55形成在与包括下部电极63的层相同的层中并且在像素阵列单元3的外侧。这种配置使得能够改善后面参照图8说明的平坦性并且抑制产率的降低。
图3是根据固态图像拾取元件1的断面图的形成有CMP虚设膜55和遮光膜57的区域的平面图。
请注意，图3的断面图省略了形成有光电二极管PD1，PD2等的半导体基板12和在半导体基板12的表面侧上的多层配线层46的图示。
如图3所示，CMP虚设膜55形成在像素阵列单元3的外侧的外围电路单元21中。换句话说，没有形成CMP虚设膜55的外围电路单元21以外的开口区域是像素阵列单元3。
像素阵列单元3的没有形成遮光膜57的内侧的区域用作包括二维配置的像素的有效像素区域71，该像素根据接收的光量输出像素信号。形成遮光膜57的平面区域是包括配置的像素的光学黑区域，该像素生成黑基准电平。遮光膜57的外周部和CMP虚设膜55的内周部部分地重叠。
诸如垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7、控制电路8等外围电路和电极焊盘等配置在形成有CMP虚设膜55的外围电路单元21中。
<第一制造方法>
接下来，参照图4和图5，将说明图2中所示的第一实施方案的第一制造方法。
在图4和图5中，将说明制造半导体基板12的光照射面侧(背面侧)的基板上部的方法。
首先，如图4的A所示，在半导体基板12的光照射面侧，例如，形成包括一层或多层的绝缘膜51，其包含诸如氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)或氧化铪(HfO2)等材料，以及金属配线53；这里，如上所述，为了抑制暗电流的产生，采用具有低界面态的膜用于与半导体基板12接触的绝缘膜51的界面。金属配线53需要分别与半导体基板12内的导电插塞47接触，并且各金属配线53也用作遮光膜。因此，例如，优选使用含有钛(Ti)和氮化钛(TiN)作为阻挡金属的层叠膜和钨(W)。
然后，通过CVD法在绝缘膜51和金属配线53的各自上表面上沉积用作CMP虚设膜55的材料，例如SiN膜，并且通过光刻技术和干蚀刻去除在像素阵列单元3处的SiN膜。结果，CMP虚设膜55形成在像素阵列单元3的外侧的外围电路单元21中。
接下来，如图4的B所示，通过溅射法在绝缘膜51、金属配线53和CMP虚设膜55的各自上表面上沉积用作下部电极63的材料，例如，ITO 63A。
然后，如图4的C所示，在ITO 63A的上表面上形成的氧化膜(SiO2)101被图案化，使得仅剩下用于形成各个下部电极63的部分。其后，通过干蚀刻或湿蚀刻处理ITO 63A。在蚀刻ITO 63A之后剩余的部分用作以像素为单位形成的各个下部电极63。
请注意，下部电极63的材料不限于上述的ITO，并且可以使用氧化锡系的SnO2(掺杂的)。此外，在使用氧化锌系材料的情况下，可以使用的下部电极63的材料的例子包括：氧化铝锌(Al掺杂到ZnO中，例如，AZO)、氧化镓锌(Ga掺杂到ZnO中，例如，GZO)或氧化铟锌(In掺杂到ZnO中，例如，IZO)。此外，可以使用IGZO、CuI、InSbO4、ZnMgO、CuInO2、MgIn2O4、CdO、ZnSnO3等作为下部电极63的材料。
接下来，如图4的D所示，在下部电极63和CMP虚设膜55的各自上表面上沉积诸如SiO2膜等绝缘膜52A。其后，如图4的E所示，例如，实施通过化学机械抛光(CMP)的平坦化处理以抛光绝缘膜52A，直到露出下部电极63和CMP虚设膜55。结果，绝缘膜52埋在相邻的下部电极63之间。
在使用CMP的平坦化处理中，实施抛光直到完全去除下部电极63的各自上表面上的绝缘膜52A。结果，CMP虚设膜55的上表面的高度形成为与下部电极63的各自上表面的高度相同，或者低于下部电极63的各自上表面的高度。可选择地，为了完全去除下部电极63的各自上表面上的绝缘膜52A，CMP虚设膜55的上表面的高度可以形成为预先低于下部电极63的各自上表面的高度。
接下来，如图5的A所示，有机光电转换膜62A和上部电极膜61A层叠在下部电极63、绝缘膜52和CMP虚设膜55的各自平坦化的上表面上。
有机光电转换膜62A例如通过真空蒸发法沉积喹吖啶酮而形成。此外，有机光电转换膜62A具有这样的结构，其中，例如，兼用作缓冲膜的电子阻挡膜、光电转换膜、空穴阻挡膜、兼用作缓冲膜的空穴阻挡膜和功函数调整膜层叠在下部电极63上。此外，例如，有机光电转换膜62采用包含有机p型半导体或有机n型半导体中的至少一种的结构。更优选地，期望采用包括p型阻挡层、具有p型和n型的共沉积相(i相)以及n型阻挡层的p-i-n本体异质结结构。
此外，作为有机光电转换膜62A中包含的有机p型半导体和有机n型半导体中的每一种，可以特别优选使用喹吖啶酮衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、苝衍生物或荧蒽衍生物中的任一种。此外，可以使用聚合物，如：对苯撑乙烯；芴；咔唑；吲哚；芘；吡咯；甲基吡啶；噻吩；乙炔；或丁二炔及其衍生物。此外，可以优选使用通过缩合稠合的多环芳族化合物和芳环或杂环化合物制备的链状化合物，如：金属络合物染料；花青染料；部花青染料；苯基呫吨染料；三苯基甲烷染料；罗丹宁染料；呫吨染料；大环氮杂轮烯染料；薁染料；萘醌；蒽醌染料；蒽；和芘，或者两个含氮杂环，如具有方酸基和钩状次甲基(croconic methine group)作为键合链的喹啉；苯并噻唑；或者苯并噁唑，或者类似于通过方酸基和钩状次甲基键合的花青系染料的染料等。
另外，作为上述金属络合物染料，优选二硫醇金属络合物染料、金属酞菁染料、金属卟啉染料或钌络合物染料，特别优选钌络合物染料。请注意，有机光电转换膜62A的材料不限于上述材料，有机光电转换膜62A可以通过涂布法形成。
上部电极膜61A需要对可见光透明，并且例如通过使用溅射法沉积ITO来形成。请注意，通常已知上部电极膜61A的特性在湿气、氧气、氢气等的影响下很大程度地变化。因此，期望上部电极膜61A和有机光电转换膜62A在一致的真空中沉积。此外，为了防止在制造期间由于紫外线引起的有机光电转换膜62A的变性，优选上部电极膜61A包含吸收波长为400nm以下的紫外线的材料。
请注意，上部电极膜61A的材料不限于上述的ITO，并且可以使用氧化锡系的SnO2(掺杂的)。此外，在使用氧化锌系材料的情况下，可以使用的上部电极膜61A的材料的例子包括：氧化铝锌(Al掺杂到ZnO中，例如，AZO)、氧化镓锌(Ga掺杂到ZnO中，例如，GZO)或氧化铟锌(In掺杂到ZnO中，例如，IZO)。此外，可以使用IGZO、CuI、InSbO4、ZnMgO、CuInO2、MgIn2O4、CdO、ZnSnO3等作为上部电极61的材料。
接下来，如图5的B所示，在上部电极膜61A的上表面上层叠作为硬掩模的SiN膜111A和抗蚀剂112，并且图案化抗蚀剂112使得仅下部电极63上方的区域残留。
然后，如图5的C所示，进行干蚀刻以去除未形成抗蚀剂112的区域中的SiN膜111A、上部电极膜61A和有机光电转换膜62A。结果，形成SiN膜111、上部电极61和有机光电转换膜62。处理上部电极61和有机光电转换膜62，然后剥离抗蚀剂112。
请注意，关于上部电极61和有机光电转换膜62或者上部电极61或有机光电转换膜62中的任一个的图案化，除了上述的通过光刻技术和干蚀刻进行图案化之外，还可以使用利用荫罩掩模等的图案化。
在剥离抗蚀剂112其后，如图5的D所示，侧壁54形成在上部电极61和有机光电转换膜62的端部的侧面上。
原位(在维持真空状态的状态下)进行图5的C和D中说明的上部电极61和有机光电转换膜62的处理、抗蚀剂112的剥离和侧壁54的形成。
例如，使用平行板型干蚀刻装置，其RF功率为500W，压力为1Pa，蚀刻气体为Ar，流量为100sccm，基板温度为0℃，物理溅射下面的绝缘膜52，如图6所示。结果，下面的绝缘膜52再附着到相邻的上部电极61和有机光电转换膜62中的每一个的侧面，从而形成侧壁54。
其后，如图5的E所示，通过例如等离子体CVD法在平面区域上沉积SiN膜113。包括SiN膜111和SiN膜113的层叠结构对应于图2的密封膜56。
尽管省略了后续步骤的图示，但是通过使用例如光刻技术和干蚀刻来形成遮光膜57。其后，进行诸如灰化和用有机溶剂清洁等的后处理，以去除沉积物和残留物，然后形成密封膜58和片上透镜59。最后，电极焊盘形成在外围电路单元21中。
通过上述步骤完成了图2的固态图像拾取元件1。
如上所述，根据参照图4和图5说明的第一实施方案的第一制造方法，对上部电极61和有机光电转换膜62进行处理，然后可以在上部电极61和有机光电转换膜62中的每一个的侧面上原位形成侧壁54。因此，对有机光电转换膜62的光电转换特性没有大气影响，从而导致有机光电转换膜62的劣化较少。
因此，根据固态图像拾取元件1的第一实施方案，可以抑制由于大气暴露引起的有机光电转换膜62的光电转换特性的变动。
<第二制造方法>
接下来，参照图7，将说明第一实施方案的第二制造方法。
对于上述第一制造方法，预先形成CMP虚设膜55。其后，形成每个下部电极63。
另一方面，下面说明的第二制造方法是其中预先形成每个下部电极63，然后形成CMP虚设膜55的制造方法。
具体地，如图7的A所示，在半导体基板12的光照射面侧形成绝缘膜51和金属配线53，然后通过溅射法在绝缘膜51和金属配线53的各自上表面上沉积用作下部电极63的材料，例如，ITO 63A。
然后，如图7的B所示，在ITO 63A的上表面上形成的氧化膜(SiO2)101被图案化，使得仅剩下用于形成各个下部电极63的部分。其后，通过干蚀刻或湿蚀刻处理ITO 63A。在蚀刻ITO 63A之后剩余的部分用作以像素为单位形成的各个下部电极63。
接下来，如图7的C所示，通过CVD法在平面区域上沉积用作CMP虚设膜55的材料，例如SiN膜55A。其后，如图7的D所示，使用光刻技术和干蚀刻去除在像素阵列单元3的区域中的SiN膜55A。结果，CMP虚设膜55形成在像素阵列单元3的外侧的外围电路单元21中。在图7的D中，CMP虚设膜55的上表面的高度形成为低于下部电极63的各自上表面的高度。
图7的E和F的步骤类似于第一制造方法中的图4的D和E的步骤。换句话说，在下部电极63和CMP虚设膜55的各自上表面上沉积诸如SiO2膜等绝缘膜52A，然后，例如，通过CMP进行平坦化处理，以露出下部电极63和CMP虚设膜55。
由于图7的F的步骤之后的制造方法类似于参照图5的A～E说明的第一制造方法，因此将省略其说明。
因此，在第一实施方案的第二制造方法中，也对上部电极61和有机光电转换膜62进行处理，然后可以在上部电极61和有机光电转换膜62中的每一个的侧面上原位形成侧壁54。因此，对有机光电转换膜62的光电转换特性没有大气影响，从而导致有机光电转换膜62的劣化较少。因此，可以抑制由于大气暴露引起的有机光电转换膜62的光电转换特性的变动。
<CMP虚设膜55的效果>
接下来，将参照图8说明CMP虚设膜55的效果。
如图8所示，如果没有包括形成在像素阵列单元3的外侧的外围电路单元21中的CMP虚设膜55的结构，在通过CMP实施平坦化处理直到下部电极63露出的情况下，在外围电路单元21的绝缘膜52上发生凹陷(凹痕)。这种凹陷使平坦性劣化，并降低了固态图像拾取元件的产率。
与本公开的固态图像拾取元件1类似，采用包括形成在像素阵列单元3的外侧的外围电路单元21中的CMP虚设膜55的结构减少了外围电路单元21处的CMP凹陷，从而改善了结构的平坦性。
作为CMP虚设膜55的材料，使用CMP抛光速率低于埋在各下部电极63之间的绝缘膜52的CMP抛光速率的材料。将要使用的绝缘膜52的材料的例子包括SiO、SiON等，将要使用的CMP虚设膜55的材料的例子包括SiN、SiON、SiCO、SiCN、SiCNO等。绝缘膜52和CMP虚设膜55都可以包含SiON，并且在这种情况下，CMP虚设膜55中的SiON可以具有较小比率的氧(O)。
<3.第二实施方案>
<断面结构>
图9是根据固态图像拾取元件1的第二实施方案的断面结构的图。
请注意，在图9中，对与上述第一实施方案共同的元件给出相同的附图标记，并且将适当地省略对这些元件的说明。
在图9所示的第二实施方案中，图2所示的第一实施方案的绝缘膜52、侧壁54和CMP虚设膜55被绝缘膜121、侧壁122和CMP虚设膜123代替。
在第二实施方案中，使用具有高密封性的材料作为以像素为单位分开形成的各下部电极63之间的绝缘膜121的材料。结果，通过物理溅射下面的绝缘膜121形成的侧壁122也包含与绝缘膜121的材料相同的材料。此外，与绝缘膜121的材料相同的材料也用作外围电路单元21中的CMP虚设膜123的材料，CMP虚设膜123在与包括各下部电极63之间的绝缘膜121的层相同的层中。
可以使用的这种具有高密封性的材料的例子包括SiCO、AlO、AlN、SiN、SiON、SiCN、SiCNO等。可以通过使用远程等离子体CVD法、ALD法、CVD法、PVD法等同时沉积绝缘膜121和CMP虚设膜123。
对于根据第二实施方案的固态图像拾取元件1的制造方法，例如，在上述第一实施方案的第二制造方法的图7的D的干蚀刻处理中，如果形成的SiN膜55A不仅残留在外围电路单元21中而且还残留在各下部电极63之间，这就足够了。
此外，在第二实施方案的制造方法中，对上部电极61和有机光电转换膜62进行处理，然后可以在各上部电极61的侧面上原位形成侧壁54。因此，对有机光电转换膜62的光电转换特性没有大气影响，从而导致有机光电转换膜62的劣化较少。因此，可以抑制由于大气暴露引起的有机光电转换膜62的光电转换特性的变动。
此外，根据第二实施方案，使用具有高密封性的材料作为侧壁122正下方的绝缘膜121，以形成侧壁122。因此，侧壁122进一步改善了有机光电转换膜62的密封性，从而可以进一步抑制有机光电转换膜62的光电转换特性的变动。
此外，在第二实施方案中，在像素阵列单元3的外侧的外围电路单元21中设置CMP虚设膜123减少了CMP凹陷，从而改善了结构的平坦性，由此提高了产率。
<4.第三实施方案>
<断面结构>
图10是根据固态图像拾取元件1的第三实施方案的断面结构的图。
此外，在图10中，对与上述第一实施方案共同的元件给出相同的附图标记，并且将适当地省略对这些元件的说明。
在图10所示的第三实施方案中，图2所示的第一实施方案的CMP虚设膜55被使用与下部电极63的材料相同的材料形成的CMP虚设膜131代替。换句话说，例如，使用诸如ITO或IZO等材料形成第三实施方案的CMP虚设膜131。其他构成类似于第一实施方案的构成。
<制造方法>
接下来，参照图11，将说明第三实施方案的制造方法。
首先，如图11的A所示，在半导体基板12的光照射面侧形成绝缘膜51和金属配线53，然后通过溅射法在绝缘膜51和金属配线53的各自上表面上沉积下部电极63和CMP虚设膜131的材料，例如，ITO 63A。
然后，如图11的B所示，在ITO 63A的上表面上形成的氧化膜(SiO2)101被图案化，并且通过干蚀刻或湿蚀刻来处理ITO 63A。在蚀刻之后的ITO 63A中，金属配线53的上部分别用作下部电极63，并且外围电路单元21的区域用作CMP虚设膜131。
接下来，如图11的C所示，在平面区域上沉积诸如SiO2膜等绝缘膜52A。然后，例如，通过CMP进行平坦化处理，并且抛光绝缘膜52A，直到露出下部电极63和CMP虚设膜131。结果，如图11的D所示，绝缘膜52埋在各下部电极63之间。
由于图11中的步骤D之后的制造方法类似于参照图5的A～E说明的第一实施方案的第一制造方法，因此将省略其说明。
如上所述，在第三实施方案的制造方法中，通过使用下部电极63的材料与下部电极63同时形成CMP虚设膜131。此外，在第三实施方案的制造方法中，对上部电极61和有机光电转换膜62进行处理，然后在上部电极61和有机光电转换膜62的每一个的侧面上原位形成侧壁54。因此，对有机光电转换膜62的光电转换特性没有大气影响，从而导致有机光电转换膜62的劣化较少。因此，可以抑制由于大气暴露引起的有机光电转换膜62的光电转换特性的变动。
此外，在第三实施方案中，在像素阵列单元3的外侧的外围电路单元21中设置CMP虚设膜131减少了CMP凹陷，从而改善了结构的平坦性，由此提高了产率。
<5.第四实施方案>
<断面结构>
图12是根据固态图像拾取元件1的第四实施方案的断面结构的图。
请注意，将与图9所示的第二实施方案进行比较来说明第四实施方案。在图12中，对与图9所示的第二实施方案共同的元件给出相同的附图标记，并且将适当地省略对这些元件的说明。
图9所示的第二实施方案具有这样的结构，其中，在光电转换单元60包括的上部电极61、有机光电转换膜62和下部电极63中，仅下部电极63针对每个像素被分开。
另一方面，图12所示的第四实施方案的固态图像拾取元件1具有这样的结构，其中上部电极61、有机光电转换膜62和下部电极63均针对每个像素被分开。此外，伴随着这种配置，在针对每个像素分开的上部电极61和有机光电转换膜62中的每一个的两侧侧面上形成侧壁122。
对于第四实施方案的制造方法，与下部电极63类似地以像素为单位形成如图5的B所示的抗蚀剂112的图案化。这种形成还使得能够针对每个像素分开形成上部电极61和有机光电的转换膜62。第四实施方案类似于上述第一实施方案，其中对上部电极61和有机光电转换膜62进行处理，然后在上部电极61和有机光电转换膜62中的每一个的侧面上原位形成各侧壁122。
因此，根据第四实施方案的固态图像拾取元件1包括侧壁122，由此可以抑制由于大气暴露引起的有机光电转换膜62的光电转换特性的变动。
此外，在像素阵列单元3的外侧的外围电路单元21中设置CMP虚设膜123减少了CMP凹陷，从而改善了结构的平坦性，由此提高了产率。
请注意，第四实施方案具有其中第二实施方案的上部电极61和有机光电转换膜62以像素为单位分割的结构。类似地，第四实施方案也可以具有其中第一实施方案和第三实施方案中的每一个的上部电极61和有机光电转换膜62以像素为单位分割的结构。
<6.电子设备的适用例>
本公开的技术不限于适用于固态图像拾取元件。换句话说，本公开的技术适用于包括在图像接收单元(光电转换单元)中的固态拾取元件的一般电子设备，诸如数字静态相机或摄像机等图像拾取装置、具有成像功能的移动终端装置、包括在图像读出单元中的固态图像拾取元件的复印机等。固态图像拾取元件可以是形成为单一芯片的形式，或者可以是其中图像拾取单元和信号处理单元或光学系统封装在一起的具有成像功能的模块形式。
图13是示出用作本公开技术适用的电子设备的图像拾取装置的构成例的框图。
图13的图像拾取装置200包括：具有透镜组等的光学单元201；其中采用图1的固态图像拾取元件1的构成的固态图像拾取元件(图像拾取器件)202；和作为相机信号处理电路的数字信号处理器(DSP)电路203。此外，图像拾取装置200还包括帧存储器204、显示单元205、记录单元206、操作单元207和电源单元208。DSP电路203、帧存储器204、显示单元205、记录单元206、操作单元207和电源单元208经由总线209彼此连接。
光学单元201从被写体获取入射光(图像光)并在固态图像拾取元件202的图像拾取面上形成图像。固态图像拾取元件202将通过光学单元201在图像拾取面上成像的入射光的光量转换成以像素为单位的电气信号，并输出电气信号作为像素信号。提供根据上述各实施方案的固态图像拾取元件1作为固态图像拾取元件202，换句话说，提供侧壁54或122能够抑制有机光电转换膜62的光电转换特性的变动，并且提供CMP虚设膜55、123或131使得能够使用其中结构的平坦性得到改善的固态图像拾取元件。
显示单元205例如包括诸如液晶显示器(LCD)或有机电致发光(EL)显示器等薄型显示器，并显示由固态图像拾取元件202捕获的运动图像或静止图像。记录单元206将由固态图像拾取元件202捕获的运动图像或静止图像记录在诸如硬盘或半导体存储器等记录介质上。
操作单元207在使用者操作下发出用于图像拾取装置200的各种功能的操作命令。电源单元208供给作为DSP电路203、帧存储器204、显示单元205、记录单元206和操作单元207的操作电源的各种电源，并适宜地供给到这些供应对象中。
如上所述，通过使用根据上述各实施方案的固态图像拾取元件1作为固态图像拾取元件202，改善了捕获图像的图像质量。因此，即使对于诸如摄像机、数字静态相机或用于诸如移动电话等移动装置的相机模块的图像拾取装置200，也可以改善捕获图像的图像质量。
<图像传感器的使用例>
图14是包括上述固态图像拾取元件1的图像传感器的使用例的说明图。
包括上述固态图像拾取元件1的图像传感器可以用于如下所示的对诸如可见光、红外光、紫外光或X射线等光进行感测的各种情况。
-拍摄图像以用于鉴赏的装置，例如，数码相机或具有相机功能的便携式装置。
-交通用装置，例如，用于拍摄车辆的前方、后方、周围、内部等的车用传感器、用于监视行驶车辆和道路的监视相机以及用于测量车辆间距离等的测距传感器，以用于诸如自动停车等安全驾驶、识别驾驶员的状况等。
-家用电器用装置，例如，电视机、冰箱和空调，以拍摄使用者的姿态并根据该姿态来操作电器。
-医疗保健用装置，例如，内窥镜或用于通过接收红外光进行血管造影的装置。
-安保用装置，例如，用于预防犯罪的监视相机或用于个人身份认证的相机。
-美容护理用装置，例如，用于拍摄皮肤的皮肤测量仪和用于拍摄头皮的显微镜。
-运动用装置，例如，用于运动用途等的可穿戴式相机或运动相机。
-农业用装置，例如，用于监视田地和农作物的状况的相机。
<7.移动体控制系统的应用例>
根据本公开的技术应用于各种产品。例如，根据本公开的技术被提供作为待安装在诸如汽车、电动汽车、混合电动汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、船舶、机器人、建筑机械、农业机械(拖拉机)等任何类型的移动体上的装置。
图15是作为根据本公开的技术可以适用的移动体控制系统的例子的车辆控制系统7000的示意性构成示例的框图。车辆控制系统7000包括经由通信网络7010连接在一起的多个电子控制单元。在图15所示的例子中，车辆控制系统7000包括：驱动系统控制单元7100；主体系统控制单元7200；电池控制单元7300；车外信息检测单元7400；车内信息检测单元7500；和综合控制单元7600。用于连接多个控制单元的通信网络7010可以是例如符合任何标准的车载通信网络，例如控制器局域网(CAN)、本地互连网络(LIN)、局域网(LAN)或FlexRay(注册商标)。
每个控制单元包括：微型计算机，其根据各种程序执行计算处理；存储单元，其存储将要由微型计算机执行的程序、用于各种计算的参数等；和驱动电路，其驱动各种将要被控制的装置。除了用于经由通信网络7010与不同控制单元通信的网络I/F之外，每个控制单元还包括用于与车内或车外装置或者车内或车外传感器等通过有线通信或无线通信来通信的通信I/F。作为综合控制单元7600的功能构成，图15示出了微型计算机7610、通用通信I/F 7620、专用通信I/F 7630、定位单元7640、信标接收单元7650、车内设备I/F 7660、声音和图像输出单元7670、车载网络I/F 7680和存储单元7690。类似地，其他控制单元每个包括微型计算机、通信I/F、存储单元等。
驱动系统控制单元7100根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元7100用作诸如用于产生如内燃机或驱动电机等车辆的驱动力的驱动力产生装置、用于向车轮传递驱动力的驱动力传递机构、用于调节车辆的转向角的转向机构、用于产生车辆的制动力的制动装置等的控制装置。驱动系统控制单元7100可以具有作为诸如防抱死制动系统(ABS)或电子稳定控制(ESC)等控制装置的功能。
车辆状态检测单元7110连接到驱动系统控制单元7100。例如，车辆状态检测单元7110包括检测车体的轴旋转运动的角速度的陀螺仪传感器、检测车辆的加速度的加速度传感器或者检测加速器踏板的操作量、制动踏板的操作量、方向盘的转向角、发动机的转数、车轮的转速等的传感器中的至少一个。驱动系统控制单元7100利用从车辆状态检测单元7110输入的信号执行计算处理，以控制内燃机、驱动用电机、电动转向装置、制动装置等。
主体系统控制单元7200根据各种程序来控制安装到车体的各种装置的操作。例如，主体系统控制单元7200用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置或诸如头灯、尾灯、刹车灯、转向信号灯或雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下，用于代替按键的从便携式装置传递的无线电波或各种开关的信号可以输入到主体系统控制单元7200。主体系统控制单元7200接收无线电波或信号的输入并控制车辆的门锁装置、电动窗装置、灯等。
电池控制单元7300根据各种程序控制用作驱动用电机的电源的二次电池7310。例如，从包括二次电池7310的电池装置向电池控制单元7300输入关于电池温度、电池输出电压、电池剩余容量等的信息。电池控制单元7300利用这些信号执行计算处理，以控制二次电池7310的温度调节或包括在电池装置中的冷却装置等。
车外信息检测单元7400检测安装车辆控制系统7000的车辆的外部的信息。例如，图像拾取单元7410或车外信息检测部7420中的至少一个连接到车外信息检测单元7400。图像拾取单元7410包括飞行时间(ToF)相机、立体相机、单眼相机、红外相机或不同相机中的至少一个。车外信息检测部7420包括例如用于检测当前天气或气候的环境传感器或者用于检测配备有车辆控制系统7000的车辆的周边的其他车辆、障碍物、行人等的周边信息检测传感器中的至少一个。
环境传感器可以是例如用于检测阴雨天气的雨滴传感器、用于检测雾的雾传感器、用于检测日照度的日照传感器或用于检测降雪的雪传感器中的至少一个。外围信息检测传感器可以是超声波传感器、雷达装置或者光检测和测距、激光成像检测和测距(LIDAR)装置中的至少一个。图像拾取单元7410和车外信息检测部7420中的每一个可以被提供为独立的传感器或设备，或者可以被提供为其中多个传感器或多个装置集合的装置。
这里，图16例示了图像拾取单元7410和车外信息检测部7420的安装位置。图像拾取单元7910,7912,7914,7916和7918例如被设置在车辆7900的车头、侧视镜、后保险杠、后门、车内的挡风玻璃的上侧等至少一个位置。设置在车头中的图像拾取单元7910和设置在车内的挡风玻璃上侧的图像拾取单元7918主要获得车辆7900的前方的图像。设置在侧视镜中的图像拾取单元7912和7914主要获得车辆7900的侧方的图像。设置在后保险杠或后门中的图像拾取单元7916主要获得车辆7900的后方的图像。设置在车内的挡风玻璃上侧的图像拾取单元7918主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号、交通标志、车道等。
请注意，图16示出了图像拾取单元7910,7912,7914和7916的示例性成像范围。捕获范围a表示设置在车头中的图像拾取单元7910的成像范围，捕获范围b和c分别表示设置在侧视镜中的图像拾取单元7912和7914的成像范围，捕获范围d表示设置在后保险杠或后门中的图像拾取单元7916的成像范围。例如，由图像拾取单元7910,7912,7914和7916捕获的图像数据彼此叠加，从而获得车辆7900的从上方看到的鸟瞰图像。
在车辆7900的前部、后部、侧部、角部和车内的挡风玻璃的上侧设置的车外信息检测部7920,7922,7924,7926,7928和7930可以是例如超声波传感器或雷达装置。在车辆7900的车头、后保险杠、后门、车内的挡风玻璃的上侧设置的车外信息检测部7920,7926和7930可以是例如LIDAR装置。这些车外信息检测部7920～7930主要用于检测前方车辆、行人、障碍物等。
返回参照图15，将继续说明。车外信息检测单元7400使图像拾取单元7410捕获车外图像，并接收捕获的图像数据。此外，车外信息检测单元7400从连接车外信息检测单元7400的车外信息检测部7420接收检测信息。在车外信息检测部7420是超声波传感器、雷达装置或LIDAR装置的情况下，车辆信息检测单元7400发送超声波、电磁波等，并接收关于接收的反射波的信息。车外信息检测单元7400可以基于所接收的信息对人、车辆、障碍物、标志、路面上的文字等进行物体检测处理或距离检测处理。车外信息检测单元7400可以基于所接收的信息执行用于识别降雨、雾、路面状况等的环境识别处理。车外信息检测单元7400可以基于所接收的信息计算到车外对象的距离。
此外，车外信息检测单元7400可以基于所接收的图像数据执行用于识别人、车辆、障碍物、标志、路面上的文字等的图像识别处理或其上的距离检测处理。车外信息检测单元7400可以对所接收的图像数据执行失真校正或对准等处理，并且可以组合处理的图像数据和由不同的图像拾取单元7410捕获的图像的数据，以生成俯视图像或全景图像。车外信息检测单元7400可以利用由不同的图像拾取单元7410捕获的图像的数据执行视点转换处理。
车内信息检测单元7500检测车内的信息。例如，用于检测驾驶员的状态的驾驶者状态检测单元7510连接到车内信息检测单元7500。驾驶员状态检测单元7510可以包括用于捕获驾驶员的相机、用于检测关于驾驶员的生物信息的生物传感器、用于收集车厢中的声音的麦克风等。生物传感器例如设置在座位面、方向盘等处，并且检测关于坐在座位上的乘客或者握住方向盘的驾驶员的生物信息。车内信息检测单元7500可以基于从驾驶员状态检测单元7510输入的检测信息来计算驾驶员的疲劳程度或集中程度，并且可以确定驾驶员是否正在打瞌睡。车内信息检测单元7500可以对收集的声音的声音信号执行噪声消除处理等。
综合控制单元7600根据各种程序来控制车辆控制系统7000内的整体操作。输入单元7800连接到综合控制单元7600。输入单元7800可以例如设置有诸如触摸板、按钮、麦克风、开关或杆等乘客可以使用其执行输入操作的装置。通过对麦克风输入的声音进行声音识别而获得的数据可以输入到综合控制单元7600。输入单元7800可以是例如使用红外线或其他无线电波的遥控装置，或者响应于车辆控制系统7000的操作的诸如移动电话或个人数字助理(PDA)等外部连接设备。输入单元7800可以是例如相机，并且在这种情况下，乘客可以用手势输入信息。可选择地，可以输入通过检测乘客佩戴的可穿戴设备的移动而获得的数据。此外，输入单元7800可以包括例如输入控制电路等，其基于由乘客等利用上述输入单元7800输入的信息产生输入信号，并将输入信号输出到综合控制单元7600。乘客等操作输入单元7800以输入各种数据到车辆控制系统7000中或者指示车辆控制系统7000进行处理操作。
存储单元7690可以包括：只读存储器(ROM)，其存储将要由微型计算机执行的各种程序；和随机存取存储器(RAM)，其存储各种参数、计算结果、传感器值等。此外，存储单元7690可以设置有诸如硬盘驱动器(HDD)等磁存储器件、半导体存储器件、光存储器件或磁光存储器件等。
通用通信I/F 7620是调解与外部环境7750中存在的各种设备的通信的通用通信I/F。其可以在通用通信I/F 7620、诸如全球移动通信系统(GSM)、WiMAX、长期演进(LTE)或高级LTE(LTE-A)等蜂窝通信协议或者诸如无线LAN(也称为Wi-Fi(注册商标))或蓝牙(注册商标)等不同的无线通信协议中实现。通用通信I/F 7620可以例如经由基站或接入点连接到存在于外部网络(例如，因特网、云网络或业务运营商固有的网络)上的设备(例如，应用服务器或控制服务器)。此外，通用通信I/F 7620可以连接到存在于车辆附近的终端(例如，驾驶员、行人或商店的终端，或机器类型通信(MTC)终端)，例如，利用对等(P2P)技术。
专用通信I/F 7630是支持被配制用于车辆的通信协议的通信I/F。例如，其可以在专用通信I/F 7630、诸如每个是下层IEEE 802.11p和上层IEEE 1609的组合的车辆环境中的无线接入(WAVE)或专用短程通信(DSRC)等标准协议或者诸如蜂窝通信协议等标准协议中实现。典型地，专用通信I/F 7630执行作为包括车辆到车辆通信、车辆到基础设施通信、车辆到家庭通信或车辆到行人通信中的至少一个的概念的车辆到X(V2X)通信。
定位单元7640例如从GNSS卫星接收全球导航卫星系统(GNSS)信号(例如，来自GPS卫星的全球定位系统(GPS)信号)以执行定位，然后生成包括车辆的纬度、经度和高度的位置信息。请注意，定位单元7640可以通过与无线接入点交换信号来指定当前位置，或者可以从具有定位功能的诸如移动电话、个人手持电话系统(PHS)或智能手机等终端获取位置信息。
信标接收单元7650例如接收从安装在道路上的无线电台等发送的无线电波或电磁波，并获取关于当前位置、拥堵、道路封闭、所需时间等的信息。请注意，信标接收单元7650的功能可以包括在上述的专用通信I/F 7630中。
车内设备I/F 7660是调解微型计算机7610与车辆中存在的各种车内设备7760之间的连接的通信接口。车内设备I/F 7660可以通过使用诸如无线LAN、蓝牙(注册商标)、近场通信(NFC)或无线通用串行总线(WUSB)等无线通信协议来建立无线连接。此外，车内设备I/F 7660可以经由未示出的连接端子(和必要时的线缆)建立诸如通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)或移动高清链路(MHL)等有线通信。车内设备7760可以包括例如乘客拥有的移动设备或可穿戴设备或者车辆搭载或附接的信息设备中的至少一个。此外，车内设备7760可以包括搜索到任何目的地的路线的导航设备。车内设备I/F 7660与这些车内设备7760交换控制信号或数据信号。
车载网络I/F 7680是调解微型计算机7610和通信网络7010之间的通信的接口。车载网络I/F 7680根据由通信网络7010支持的预定协议发送和接收信号等。
综合控制单元7600的微型计算机7610基于经由通用通信I/F 7620、专用通信I/F7630、定位单元7640、信标接收单元7650、车内设备I/F 7660或车载网络I/F 7680中的至少一个获取的信息根据各种程序来控制车辆控制系统7000。例如，微型计算机7610可以基于所获取的车辆内部和外部的信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且可以向驱动系统控制单元7100输出控制指令。例如，微型计算机7610可以进行协调控制，以实现包括车辆的碰撞避免或碰撞缓和、基于车辆之间的距离的追踪行驶、车辆速度保持行驶、车辆碰撞警告、车辆的车道偏离警告等的高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能。另外，微型计算机7610可以通过基于所获取的车辆周围的信息来控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等来进行协调控制，以实现其中车辆自主行驶而不依赖于驾驶员的操作的自动驾驶等。
微型计算机7610可以基于经由通用通信I/F 7620、专用通信I/F 7630、定位单元7640、信标接收单元7650、车内设备I/F 7660或车载网络I/F 7680中的至少一个获取的信息生成在车辆与诸如周围结构和人等对象之间的三维距离信息，并且可以创建包括车辆的当前位置处的周围信息的本地地图信息。此外，微型计算机7610可以基于所获取的信息预测诸如车辆的碰撞、行人等的接近等或者进入封闭道路等危险，并且可以生成警告信号。警告信号可以是例如用于产生警报声或用于打开警告灯的信号。
声音和图像输出单元7670将声音和图像的输出信号中的至少一种传递到能够在视觉上或听觉上通知车辆乘客或车辆外部的信息的输出装置。在图15的例子中，作为输出装置，音频扬声器7710、显示单元7720和仪表板7730被示出。例如，显示单元7062可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一种。显示单元7720可以具有增强现实(AR)显示功能。除了这些装置之外，输出装置可以是诸如耳机或由乘客佩戴的眼镜型显示器等可穿戴设备、投影仪、灯等。在输出装置是显示装置的情况下，显示装置以诸如文本、图像、表格或图形等各种格式可视地显示由微型计算机7610执行的各种处理获得的结果或者从其他控制单元接收的信息。此外，在输出装置是声音输出装置的情况下，声音输出装置将再现的声音数据、声学数据等的音频信号转换为模拟信号，以可听地输出结果信号。
请注意，在图15所示的例子中，经由通信网络7010连接的至少两个控制单元可以集成地形成为一个控制单元。可选择地，各个控制单元可以包括多个控制单元。此外，车辆控制系统7000可以包括未示出的其他控制单元。此外，在以上说明中，可以将由任何控制单元执行的一些或所有功能提供给另一个控制单元。即，只要经由通信网络7010发送和接收信息，就可以由任何控制单元执行预定的计算处理。类似地，连接到任何控制单元的传感器或装置可以连接到另一个控制单元，并且多个控制单元可以经由通信网络7010相互发送和接收检测信息。
请注意，可以在任何控制单元等中实现用于控制根据参照图1等说明的各实施方案的固态图像拾取元件1的操作的计算机程序。此外，可以提供一种在其中存储这种计算机程序的计算机可读记录介质。记录介质的例子包括磁盘、光盘、磁光盘、闪存等。此外，上述计算机程序可以例如经由网络分发而不使用记录介质。
在上面说明的图15的车辆控制系统7000中，根据参照图1等说明的各实施方案的固态图像拾取元件1对应于图像拾取单元7410和车外信息检测部7420。
本公开的实施方案不限于上述实施方案，并且在不脱离本公开的主旨的情况下可以进行各种修改。
例如，可以采用其中组合上述多个实施方案中的全部或一些的形式。
上述的固态图像拾取元件1是纵向分光型固态图像拾取元件，包括：形成在半导体基板12的外侧的光电转换单元60，光电转换单元60对绿色波长光进行光电转换；在半导体基板12内的光电二极管PD1和PD2，光电二极管PD1和PD2分别对蓝色波长光和红色波长光进行光电转换。代替这种纵向分光型固态图像拾取元件，还可以采用如下的固态图像拾取元件1的构成，其包括：在整个可见波长范围内具有感度的所谓的全色膜，作为光电转换单元60；和在光电转换单元60的上方形成的诸如拜耳阵列等的滤色器。在这种情况下，没有形成在半导体基板12内的光电二极管PD1和PD2。因此，可以使用的下部电极63的例子包括诸如铝、钒、金、银、铂、铁、钴、碳、镍、钨、钯、镁、钙、锡、铅、钛、钇、锂、钌和锰等金属及其合金。
此外，上述的固态图像拾取元件1包括形成在半导体基板12的外侧的光电转换单元60，光电转换单元60对绿色波长光进行光电转换。然而，固态图像拾取元件1可以具有其中对不同颜色的波长光进行光电转换的构成。换句话说，在纵向分光型固态图像拾取元件1中，可以适当地切换将要由三个光电转换单元进行光电转换的波长光。
在使用光电转换单元60作为仅对红色具有感度的有机光电转换膜62的情况下的材料的例子包括含有酞菁化合物(给电子物质)和氟取代的酞菁化合物(受电子物质)的有机材料的组合。
在使用光电转换单元60作为仅对蓝色具有感度的有机光电转换膜62的情况下的材料的例子包括含有香豆素化合物(给电子物质)和噻咯化合物(受电子物质)的有机材料的组合。
此外，作为有机光电转换膜62的材料，可以采用无机光电转换材料代替有机光电转换材料。无机光电转换材料的例子包括：结晶硅；非晶硅；诸如Cu-In-Ga-Se(CIGS)化合物、Cu-In-Se(CIS)化合物、黄铜矿结构的半导体和GaAs等化合物半导体；等等。
此外，在上述各实施方案中，在半导体基板12的上侧设置光电转换一种颜色的波长光的一个光电转换单元60。然而，可以设置两个以上的光电转换单元60，以在半导体基板12的上侧光电转换两种以上颜色的波长光。
在上述的示例中，固态图像拾取元件1包括一片半导体基板12。然而，固态图像拾取元件1可以具有包括两片或三片半导体基板的层叠结构。
在上述的示例中，已经说明了背面照射型固态图像拾取元件的例子。然而，本公开的技术不限于这种背面照射型，并且还可以适用于前面照射型固态图像拾取元件。
在上述的示例中，已经说明了包括第一导电型为P型、第二导电型为N型和电子为信号电荷的固态图像拾取元件。然而，本公开还适用于包括空穴作为信号电荷的固态图像拾取元件。换句话说，上述的各半导体区域可以是包括相反导电型的半导体区域，其中第一导电型为N型或第二导电型为P型。
此外，本公开的技术不限于适用于检测并捕获可见光的入射光量的分布作为图像的固态图像拾取元件的应用。本公开的技术还可以适用于捕获红外线、X射线、粒子等的入射量的分布作为图像的固态图像拾取元件的应用，并且广义上，可以适用于检测和捕获诸如压力和静电电容等其他物理量的分布作为图像的诸如指纹传感器等一般固态图像拾取元件(物理量分布检测装置)。
请注意，本说明书中记载的效果仅仅是说明性的而非限制性的，并且可以具有除了本说明书中记载的效果之外的效果。
请注意，本公开还可以采用以下构成。
(1)
一种固态图像拾取元件，包括：
形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；和
密封所述光电转换膜的侧面的侧壁，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
(2)
根据上述(1)所述的固态图像拾取元件，还包括：
设置在所述光电转换膜上方的上部电极；和
设置在所述光电转换膜下方的下部电极，
其中所述下部电极针对每个像素分开形成，和
所述上部电极的侧面用所述侧壁覆盖。
(3)
根据上述(2)所述的固态图像拾取元件，
其中所述上部电极针对每个像素分开形成。
(4)
根据上述(1)～(3)中任一项所述的固态图像拾取元件，
其中在所述侧壁正下方的膜包括绝缘膜。
(5)
根据上述(1)～(3)中任一项所述的固态图像拾取元件，
其中在所述侧壁正下方的膜包含SiO、SiCO、AlO、AlN、SiN、SiON、SiCN和SiCNO中的任何材料。
(6)
根据上述(2)或(3)所述的固态图像拾取元件，还包括：
在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中的虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与多个下部电极之间的绝缘膜不同。
(7)
根据上述(6)所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜的抛光速率低于在多个下部电极之间的绝缘膜。
(8)
根据上述(6)或(7)所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜包含SiN、SiON、SiCO、SiCN、SiCNO、ITO或IZO中的任何材料。
(9)
根据上述(6)～(8)中任一项所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜的上表面的高度等于或低于所述下部电极的上表面的高度。
(10)
一种制造固态图像拾取元件的方法，所述方法包括：
在半导体基板的上侧形成光电转换膜；和
形成密封所述光电转换膜的侧面的侧壁，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
(11)
一种电子设备，包括：
固态图像拾取元件，所述固态图像拾取元件包括：
形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；和
密封所述光电转换膜的侧面的侧壁，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
(12)
一种固态图像拾取元件，包括：
形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；
在所述光电转换膜下方针对每个像素分开形成的下部电极；和
在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中的虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与多个下部电极之间的绝缘膜不同。
(13)
根据上述(12)所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜的抛光速率低于在多个下部电极之间的绝缘膜。
(14)
根据上述(12)或(13)所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜包含SiN、SiON、SiCO、SiCN、SiCNO、ITO或IZO中的任何材料。
(15)
根据上述(12)～(14)中任一项所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜的上表面的高度等于或低于所述下部电极的上表面的高度。
(16)
根据上述(12)～(15)中任一项所述的固态图像拾取元件，还包括：
密封所述光电转换膜的侧面的侧壁，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
(17)
根据上述(16)所述的固态图像拾取元件，
其中针对每个像素分开形成上部电极，和
所述上部电极的侧面用所述侧壁覆盖。
(18)
一种制造固态图像拾取元件的方法，所述方法包括：
在半导体基板的上侧形成针对每个像素分开的下部电极和在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中的虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与多个下部电极之间的绝缘膜不同；和
在多个下部电极中的每一个的上表面上形成光电转换膜。
(19)
一种电子设备，包括：
固态图像拾取元件，所述固态图像拾取元件包括：
形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；
在所述光电转换膜下方针对每个像素分开形成的下部电极；和
在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中的虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与多个下部电极之间的绝缘膜不同。
附图标记列表
1 固态图像拾取元件
2 像素
3 像素阵列单元
12 半导体基板
21 外围电路单元
51,52 绝缘膜
54 侧壁
55 CMP虚设膜
56 密封膜
57 遮光膜
58 密封膜
60 光电转换单元
61 上部电极
62 有机光电转换膜
63 下部电极
121 绝缘膜
122 侧壁
123,131 CMP 虚设膜
200 图像拾取装置
202 固态图像拾取元件

Claims (19)

1.一种固态图像拾取元件，包括：
形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；和
密封所述光电转换膜的侧面的侧壁，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
2.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，还包括：
设置在所述光电转换膜上方的上部电极；和
设置在所述光电转换膜下方的下部电极，
其中所述下部电极针对每个像素分开形成，和
所述上部电极的侧面用所述侧壁覆盖。
3.根据权利要求2所述的固态图像拾取元件，
其中所述上部电极针对每个像素分开形成。
4.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，
其中在所述侧壁正下方的膜包括绝缘膜。
5.根据权利要求1所述的固态图像拾取元件，
其中在所述侧壁正下方的膜包含SiO、SiCO、AlO、AlN、SiN、SiON、SiCN和SiCNO中的任何材料。
6.根据权利要求2所述的固态图像拾取元件，还包括：
在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中的虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与在多个下部电极之间的绝缘膜不同。
7.根据权利要求6所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜的抛光速率低于在多个下部电极之间的绝缘膜。
8.根据权利要求6所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜包含SiN、SiON、SiCO、SiCN、SiCNO、ITO或IZO中的任何材料。
9.根据权利要求6所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜的上表面的高度等于或低于所述下部电极的上表面的高度。
10.一种制造固态图像拾取元件的方法，所述方法包括：
在半导体基板的上侧形成光电转换膜；和
形成密封所述光电转换膜的侧面的侧壁，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
11.一种电子设备，包括：
固态图像拾取元件，所述固态图像拾取元件包括：
形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；和
密封所述光电转换膜的侧面的侧壁，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
12.一种固态图像拾取元件，包括：
形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；
在所述光电转换膜下方针对每个像素分开形成的下部电极；和
在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中的虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与多个下部电极之间的绝缘膜不同。
13.根据权利要求12所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜的抛光速率低于在多个下部电极之间的绝缘膜。
14.根据权利要求12所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜包含SiN、SiON、SiCO、SiCN、SiCNO、ITO或IZO中的任何材料。
15.根据权利要求12所述的固态图像拾取元件，
其中所述虚设膜的上表面的高度等于或低于所述下部电极的上表面的高度。
16.根据权利要求12所述的固态图像拾取元件，还包括：
密封所述光电转换膜的侧面的侧壁，所述侧壁包括在所述侧壁正下方的膜的再沉积膜。
17.根据权利要求16所述的固态图像拾取元件，
其中针对每个像素分开形成上部电极，和
所述上部电极的侧面用所述侧壁覆盖。
18.一种制造固态图像拾取元件的方法，所述方法包括：
在半导体基板的上侧形成针对每个像素分开的下部电极和在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中的虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与多个下部电极之间的绝缘膜不同；和
在多个下部电极中的每一个的上表面上形成光电转换膜。
19.一种电子设备，包括：
固态图像拾取元件，所述固态图像拾取元件包括：
形成在半导体基板的上侧的光电转换膜；
在所述光电转换膜下方针对每个像素分开形成的下部电极；和
在像素阵列单元的外侧的外围电路单元的层中的虚设膜，所述层的深度与包括所述下部电极的层相同，所述虚设膜的抛光速率与多个下部电极之间的绝缘膜不同。
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