CN110100312B - 固态成像装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成像装置，其包括：针对每个像素形成并且被构造成执行光电转换的N型区域；在深度方向上贯通半导体基板并且形成在被构造成执行光电转换的N型区域之间的像素间遮光壁，每个N型区域针对彼此相邻的各像素形成；形成在被构造成执行光电转换的N型区域和所述像素间遮光壁之间的P型层；和与所述P型层相邻并且形成在所述N型区域和所述半导体基板的光入射面侧的界面之间的P型区域。

Description

固态成像装置和电子设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年3月8日提交的日本在先专利申请JP2017-043810的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本技术涉及固态成像装置和电子设备，更具体地，涉及如下的固态成像装置和电子设备，其在形成于像素之间的像素间遮光壁的侧壁上形成P型固相扩散层和N型固相扩散层，使得形成强电场区域以保持电荷，从而增加各像素的饱和电荷量Qs。
背景技术
传统上，已知如下的技术，其中，为了增加固态成像装置的各像素的饱和电荷量Qs，在形成于像素之间的沟槽的侧壁上形成P型扩散层和N型扩散层，用于形成强电场区域以保持电荷(例如，参见专利文献1)。在下文中，该沟槽将被称为像素间遮光壁或深沟槽隔离(DTI)。
图1是示出上述传统技术适用的固态成像装置的构成的示例的水平断面图。图2是相当于该固态成像装置的一个像素的垂直断面图。
该固态成像装置是背面侧照射型的。围绕作为形成在Si基板10内的.各像素的光电转换元件的光电二极管(PD)11形成DTI 12。P型固相扩散层13和N型固相扩散层14从DTI12到PD 11以所述顺序在PD 11和DTI 12之间形成。具体地，沿着DTI 12保持与Si基板10的背面Si界面20接触地形成P型固相扩散层13和N型固相扩散层14。由此，P型固相扩散层13和N型固相扩散层14的PN结部分被构造为形成强电场区域以保持在PD 11中产生的电荷。
在DTI 12的背侧(图中的下侧)形成遮光膜15。遮光膜15防止光泄漏到相邻像素。遮光膜15例如由诸如W(钨)等金属材料制成。片上透镜(OCL)16形成在Si基板10的背侧。OCL16将入射光会聚到PD 11。
纵型晶体管沟槽17在Si基板10的表面侧(图中上侧)开口。在纵型晶体管沟槽17上形成用于从PD 11读出电荷的传输栅(TG)。此外，诸如放大晶体管(AMP)、选择(SEL)晶体管和复位(RST)晶体管等像素晶体管形成在Si基板10的表面侧。元件隔离区域(在下文中，称为浅沟槽隔离(STI))21形成在PD 11和像素晶体管之间的有源区域(P阱)19中。STI 21隔离像素晶体管等。
[引用文献列表]
[专利文献]
[PTL 1]日本专利申请公开No.2015-162603
发明内容
[技术问题]
根据上述构成，沿着DTI 12形成的P型固相扩散层13和N型固相扩散层14形成强电场区域以能够保持在PD 11中产生的电荷。在图2所示的构成中，N型固相扩散层14到达作为光入射面侧的Si基板10的背面Si界面20，并且在该区域中电荷的钉扎减弱。因此，产生的电荷可能会流入PD 11，这可能使暗特性恶化(例如，出现白点或产生暗电流)。
鉴于上述情况完成了能够防止暗特性恶化的本技术。
根据本技术的至少第一实施方案，提供了一种成像装置，包括：
基板；
在所述基板中的多个光电转换元件，其中所述多个光电转换元件中的每一个包括执行光电转换的N型区域；
在所述基板中的多个光电转换元件的第一光电转换元件和第二光电转换元件之间的遮光壁；
在第一光电转换区域和所述遮光壁之间的第一P型区域；和
与第一P型区域相邻并且在第一光电转换区域和所述基板的光入射侧的界面之间的第二P型区域。
根据本技术的另一实施方案，提供了一种电子设备，包括：
成像装置，所述成像装置包括：
基板；
在所述基板中的多个光电转换元件，其中所述多个光电转换元件中的每一个包括执行光电转换的N型区域；
在所述基板中的多个光电转换元件的第一光电转换元件和第二光电转换元件之间的遮光壁；
在第一光电转换区域和所述遮光壁之间的第一P型区域；和
与第一P型区域相邻并且在第一光电转换区域和所述基板的光入射侧的界面之间的第二P型区域。
[发明的有益效果]
根据本技术的第一和第二实施方案，可以防止暗特性的恶化。
附图说明
图1是示出传统技术适用的固态成像装置的构成的示例的水平断面图。
图2是示出传统技术适用的固态成像装置的构成的示例的垂直断面图。
图3是示出本技术适用的固态成像装置的第一构成例的垂直断面图。
图4是本技术适用的固态成像装置的第一构成例的表面侧的平面图。
图5是用于说明与本技术的特征相关联的DTI 12及其周边的制造方法的图。
图6是示出本技术适用的固态成像装置的第二构成例的垂直断面图。
图7是示出本技术适用的固态成像装置的第三构成例的垂直断面图。
图8是示出本技术适用的固态成像装置的第四构成例的垂直断面图。
图9是示出本技术适用的固态成像装置的第五构成例的垂直断面图。
图10是示出本技术适用的固态成像装置的第六构成例的垂直断面图。
图11是示出本技术适用的固态成像装置的第七构成例的垂直断面图。
图12是示出本技术适用的固态成像装置的第八构成例的垂直断面图。
图13是示出本技术适用的固态成像装置的第九构成例的垂直断面图。
图14是对应于图13中所示的第九构成例的平面图。
图15是示出本技术适用的固态成像装置的第十构成例的垂直断面图。
图16是示出本技术适用的固态成像装置的第十一构成例的垂直断面图。
图17是示出本技术适用的固态成像装置的第十二构成例的垂直断面图和平面图。
图18是示出本技术适用的固态成像装置的第十三构成例的垂直断面图。
图19是示出本技术适用的固态成像装置的第十四构成例的垂直断面图和平面图。
图20是示出本技术适用的固态成像装置的第十五构成例的垂直断面图。
图21是示出本技术适用的固态成像装置的第十六构成例的垂直断面图。
图22是示出本技术适用的固态成像装置的第十七构成例的垂直断面图。
图23是示出在两个像素共享FD等的情况下的构成例的平面图。
图24是示出根据本公开的技术可以适用的层叠型固态成像装置的构成例的概要图。
图25是示出层叠型固态成像装置23020的第一构成例的断面图。
图26是示出层叠型固态成像装置23020的第二构成例的断面图。
图27是示出层叠型固态成像装置23020的第三构成例的断面图。
图28是示出根据本公开的技术可以适用的层叠型固态成像装置的另一构成例的断面图。
图29是示出内部信息获取系统的示意性构成的示例的框图。
图30是示出车辆控制系统的示意性构成的示例的框图。
图31是示出车外信息检测部和图像拾取单元的安装位置的示例的说明图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细说明用于实施本技术的最佳模式(在下文中，称为实施方案)。
<第一实施方案>
图3是示出本技术适用的固态成像装置的第一构成例(第一实施方案)的垂直断面图。图4是第一实施方案的表面侧的平面图。请注意，图3对应于图4的线X-X’的位置。与下面将说明的实施方案和图2中所示的传统构成的示例共同的部件由相同的符号表示，并且将适当省略其说明。
第一实施方案是背面侧照射型的。DTI 12在围绕各像素的区域的同时贯通Si基板10形成。P型固相扩散层13和N型固相扩散层14以从DTI 12到PD 11的所述顺序在PD 11和DTI 12之间形成。
请注意，固相扩散层是指根据稍后说明的制造方法产生的层，但是在本技术中不限于此。根据其他制造方法产生的P型层和N型层可以各自设置在DTI 12和PD 11之间。此外，实施方案中的PD 11包括N型区域。在这些N型区域中的一些或全部上进行光电转换。
另外，在DTI 12的内壁上形成由SiO2制成的侧壁膜31。由多晶硅制成的填充物32埋入在侧壁膜31内。
应当注意，P型固相扩散层13形成为与光入射侧或背面Si界面20接触，而N型固相扩散层14不与背面Si界面20接触，并且在N型固相扩散层14和背面Si界面20之间设置空间。
以这种方式，在第一实施方案中，在PD 11和背面Si界面20之间设置P型区域35，并且在N型固相扩散层14和背面Si界面20之间设置P型区域35。换句话说，P型区域35设置在Si基板10的未形成PD 11等的区域中。在背面Si界面20附近不存在PD 11和N型固相扩散层14。由此，不会发生背面Si界面20附近的钉扎减弱。因此，可以防止产生的电荷流入PD 11，这会使暗特性恶化。
请注意，关于DTI 12，SiN可以代替SiO2用于侧壁膜31。此外，掺杂多晶硅可以代替多晶硅用于填充物32。如果侧壁膜31的内部填充有掺杂多晶硅，或者如果侧壁膜31的内部填充有多晶硅，然后掺杂有N型杂质或P型杂质，则在其上施加负偏压可以加强DTI 12的侧壁的钉扎。因此，可以进一步改善暗特性。
<与本技术的特征相关联的DTI 12及其周边的制造方法>
图5是用于说明与本技术的特征相关联的DTI 12及其周边的制造方法的图。
为了在Si基板10中使DTI 12开口，如图5的A所示，Si基板10的将要形成DTI 12的位置之外的部分用使用SiN和SiO2的硬掩模覆盖。然后，湿法蚀刻未被硬掩模覆盖的部分。因此，开设垂直延伸到Si基板10的预定深度的凹槽。
接下来，含有作为N型杂质的P(磷)的SiO2膜沉积在开口槽内。然后，进行热处理。实现了从SiO2膜到Si基板10的P掺杂(在下文中，称为固相扩散)。
接下来，如图5的B所示，去除沉积在开口槽内的含有P的SiO2膜。然后，再次进行热处理。P扩散到Si基板10中。以这种方式，形成与现有槽的形状自对准的N型固相扩散层14。之后，通过湿法蚀刻来蚀刻凹槽的底部，并且凹槽沿着深度方向延伸。
接下来，如图5的C所示，含有作为P型杂质的B(硼)的SiO2膜沉积在延伸槽内。然后，进行热处理。进行从SiO2膜到Si基板10的B的固相扩散。以这种方式，形成与延伸槽的形状自对准的P型固相扩散层13。
之后，去除沉积在凹槽内壁上的含有B的SiO2膜。
最后，如图5的D所示，在开口槽的内壁上沉积由SiO2制成的侧壁膜31，在内部填充多晶硅，并形成DTI 12。然后，形成像素晶体管和配线。之后，Si基板10从背面侧变薄。此时，DTI 12的底部和P型固相扩散层13同时变薄。这种薄膜化进行到未到达N型固相扩散层14的深度。
通过上述过程，可以通过未与背面Si界面20接触的N型固相扩散层14和与背面Si界面20接触的P型固相扩散层13在PD 11附近形成强电场区域。
<第二实施方案>
图6是示出本技术适用的固态成像装置的第二构成例(第二实施方案)的垂直断面图。
第二实施方案与第一实施方案(DTI 12形成在有源区域19中)的不同之处在于，DTI 12形成在STI 21中。其他构成类似于第一实施方案的构成。
第二实施方案也可以获得与第一实施方案类似的效果。
<第三实施方案>
图7是示出本技术适用的固态成像装置的第三构成例(第三实施方案)的垂直断面图。
第三实施方案与第二实施方案(SiO2的侧壁膜31形成在DTI 12的侧壁上并且内部填充有多晶硅)的不同之处在于，具有负固定电荷的膜61形成在DTI 12的侧壁上并且内部填充有SiO2。其他构成类似于第二实施方案的构成。请注意，可以使用HfO膜、TaO膜、AlO膜等作为形成在DTI 12的侧壁上的膜61。
在第三实施方案中，DTI 12的凹槽侧壁的钉扎得到加强。因此，与第二实施方案相比，可以进一步改善暗特性。
为了在第三实施方案中形成DTI 12，在图5的D所示的状态下研磨背面侧直到暴露出由多晶硅制成的填充物32之后，仅需要通过光致抗蚀剂和湿法蚀刻去除在凹槽内部的填充物32和侧壁膜31(SiO2)，沉积膜61，然后用SiO2填充凹槽。
请注意，代替SiO2作为填充物，凹槽的内部可以填充有诸如W等金属材料。在这种情况下，抑制了DTI 12中的倾斜入射光的光透射，因此可以改善颜色混合。
<第四实施方案>
图8是示出本技术适用的固态成像装置的第四构成例(第四实施方案)的垂直断面图。
第四实施方案与第一实施方案(N型固相扩散层14在深度方向上具有恒定的浓度)的不同之处在于，沿着DTI 12形成的N型固相扩散层14在Si基板10的深度方向上具有浓度梯度。其他构成类似于第一实施方案的构成。
即，更靠近表面侧的N型固相扩散层14-1形成为使得N型杂质的浓度较高，而更靠近背面侧的N型固相扩散层14-2形成为使得N型杂质的浓度较低。
第四实施方案可以获得与第一实施方案类似的效果，并且还可以通过向N型固相扩散层14提供浓度梯度而使背面侧上的电位变小，从而有助于读出电荷。
为了向N型固相扩散层14提供浓度梯度，例如，当形成DTI 12的凹槽时，对凹槽的侧壁进行蚀刻损坏，并且可以利用由于这种损坏量引起的固相扩散掺杂量的差异。
请注意，代替向N型固相扩散层14提供浓度梯度，更靠近表面侧的P型固相扩散层13可以形成使得P型杂质的浓度较低，而更靠近背面侧的P型固相扩散层13可以形成为使得P型杂质的浓度较高。同样在这种情况下，可以获得与向N型固相扩散层14提供浓度梯度的情况类似的效果。
可选择地，可以向N型固相扩散层14和P型固相扩散层13两者提供浓度梯度。
<第五实施方案>
图9是示出本技术适用的固态成像装置的第五构成例(第五实施方案)的垂直断面图。
第五实施方案与第一实施方案的不同之处在于，形成在DTI 12的内壁上的由SiO2制成的侧壁膜31比第一实施方案的侧壁膜更厚。其他构成类似于第一实施方案的构成。
SiO2的光折射率低于Si。因此，进入Si基板10的入射光根据斯涅尔定律被反射，并且抑制了向相邻像素的光透射。然而，如果侧壁膜31很薄，则Snell定律不完全建立并且透射光增加。在第五实施方案中，形成厚的侧壁膜31。因此，防止了偏离斯涅尔定律，侧壁膜31上的入射光的反射增加，并且可以抑制向相邻像素的透射。因此，第五实施方案可以获得与第一实施方案类似的效果，并且还可以防止由倾斜入射光引起的向相邻像素的颜色混合。
<第六实施方案>
图10是示出本技术适用的固态成像装置的第六构成例(第六实施方案)的垂直断面图。
第六实施方案与第一实施方案(MOS电容器71未形成在Si基板10的表面侧上)的不同之处在于，在Si基板10的表面侧上形成MOS电容器71和像素晶体管(未示出)。其他构成类似于第一实施方案的构成。
通常，即使PD 11的饱和电荷量Qs增加，由于垂直信号线VSL的振幅限制，输出也受到限制，除非降低转换效率。因此，难以完全利用增加的饱和电荷量Qs。为了降低PD 11的转换效率，需要向浮动扩散(FD)添加容量。在第六实施方案中，MOS电容器71对应于添加到FD的容量。
第六实施方案可以获得与第一实施方案类似的效果，并且还可以完全利用增加的饱和电荷量Qs，因为可以通过将MOS电容器71添加到FD来降低PD 11的转换效率。
<第七实施方案>
图11是示出本技术适用的固态成像装置的第七构成例(第七实施方案)的垂直断面图。
在第七实施方案中，与第一实施方案相比，Si基板10更厚。其他构成类似于第一实施方案的构成。
随着Si基板10的厚度增加，PD 11的面积增加，DTI 12的深度增加，并且P型固相扩散层和N型固相扩散层14的PN结部分的面积增加。
因此，第七实施方案可以获得与第一实施方案类似的效果，并且与第一实施方案相比还可以进一步增加饱和电荷量Qs。
<第八实施方案>
图12是示出本技术适用的固态成像装置的第八构成例(第八实施方案)的垂直断面图。
第八实施方案与第一实施方案(Si基板10不具有浓度梯度)的不同之处在于，通过用P型杂质掺杂PD 11和背面Si界面20之间的区域81，提供浓度梯度，使得在Si基板10中的P型杂质的浓度在背面侧比表面侧更高。其他构成类似于第一实施方案的构成。
因此，第八实施方案可以获得与第一实施方案类似的效果，并且与第一实施方案相比还可以便于读出电荷。
<第九实施方案>
图13是示出本技术适用的固态成像装置的第九构成例(第九实施方案)的垂直断面图。图14是第九实施方案的Al焊盘提取部的平面图。
第九实施方案包括以与第一实施方案类似的方式构成的像素阵列部(图中的左侧)和Al焊盘提取部101。关于Al焊盘提取部101，作为固态成像装置和其他半导体基板等之间的连接端子的Al焊盘102形成在基板表面(图中的上侧)。
如图14所示，在Al焊盘提取部101中的各Al焊盘102周围形成固相扩散沟槽103。固相扩散沟槽103以与第一实施方案的DTI 12类似的方式形成。由此，可以将各Al焊盘102与像素阵列部和其他外围电路部(未示出)电气隔离。
请注意，形成在Al焊盘提取部101中的固相扩散沟槽103可以用作例如光致抗蚀剂的标记。此外，由此，固相扩散沟槽103也可以用作后续工艺的对准标记。
<第十实施方案>
图15是示出本技术适用的固态成像装置的第十构成例(第十实施方案)的垂直断面图。
第十实施方案包括以与第一实施方案类似的方式构成的像素阵列部(图中的左侧)和外围电路部111。
固相扩散沟槽103形成在外围电路部111中。固相扩散沟槽103以与第一实施方案的DTI 12类似的方式形成。沿着固相扩散沟槽103形成的P型固相扩散层13的表面侧(图中的上侧)电气连接到形成在Si基板10的表面中的P+扩散层112。此外，P型固相扩散层的背面侧(图中的下侧)电气连接到形成在背面Si界面20附近的P阱区域113或由Si基板10的背面界面附近的钉扎膜形成的空穴层115。P阱区域113通过背面接触部114连接到由诸如W等金属材料制成的遮光膜15。由此，Si基板10的表面侧和背面侧彼此电气连接并固定到遮光膜15的电位。
在第十实施方案中，P型固相扩散层13也可以用作P阱区域，这在传统上对于将Si基板10的表面侧和背面侧彼此连接是必要的。因此，可以减少形成P阱区域的步骤数量。
<第十一实施方案>
图16是示出本技术适用的固态成像装置的第十一构成例(第十一实施方案)的垂直断面图。
第十一实施方案包括以与第一实施方案类似的方式构成的像素阵列部(图中的左侧)和外围电路部121。
固相扩散沟槽103形成在外围电路部121中。固相扩散沟槽103以与第一实施方案的DTI 12类似的方式形成。沿着固相扩散沟槽103形成的P型固相扩散层13的表面侧(图中的上侧)经由P阱区域122电气连接到形成在Si基板10的表面中的P+扩散层112。此外，P型固相扩散层的背面侧(图中的下侧)电气连接到形成在背面Si界面20附近的P阱区域113或空穴层115。P阱区域113通过背面接触部114连接到由诸如W等金属材料制成的遮光膜15。由此，Si基板10的表面侧和背面侧彼此电气连接并固定到遮光膜15的电位。
在第十实施方案中，P型固相扩散层13也可以用作P阱区域，这在传统上对于将Si基板10的表面侧和背面侧彼此连接是必要的。因此，可以减少形成P阱区域的步骤数量。
<第十二实施方案>
图17示出了本技术适用的固态成像装置的第十二构成例(第十二实施方案)。图17的A是垂直断面图，图17的B是平面图。
第十二实施方案与第一实施方案(TG由单个纵型晶体管沟槽17形成)的不同之处在于，TG由两个纵型晶体管沟槽17形成。其他构成类似于第一实施方案的构成。请注意，可以在各像素区域中形成两个以上的纵型晶体管沟槽17。
在第十二实施方案中，当TG的电位改变时，由两个纵型晶体管沟槽17夹持的区域的电位的跟随性增强。因此，可以增大调制度。结果，可以提高电荷的传输效率。
<第十三实施方案>
图18是示出本技术适用的固态成像装置的第十三构成例(第十三实施方案)的垂直断面图。
第十三实施方案与第一实施方案的不同之处在于，两个接触部152形成在形成于有源区域19中的阱接触部分151中。其他构成类似于第一实施方案的构成。请注意，可以在阱接触部分151中形成两个以上的接触部152。
因此，第十三实施方案可以获得与第一实施方案类似的效果，并且还可以将成品率提升为主要缺陷。
<第十四实施方案>
图19示出了本技术适用的固态成像装置的第十四构成例(第十四实施方案)。图19的A是垂直断面图，图19的B是平面图。
第十四实施方案与第一实施方案的不同之处在于，TG以这样的方式形成：纵型晶体管沟槽17在像素的中央处开口，换句话说，TG以距离PD 11的各个外周端相等距离存在。其他构成类似于第一实施方案的构成。
因此，第十四实施方案可以获得与第一实施方案类似的效果，并且还可以改善电荷的传输，因为TG以距离PD 11的各个外周端相等距离存在。
<第十五实施方案>
图20是示出本技术适用的固态成像装置的第十五构成例(第十五实施方案)的垂直断面图。
第十五实施方案包括以与第一实施方案类似的方式构成的像素阵列部(图中的左侧)和外围电路部161。
边界部162位于像素阵列部和外围电路部161之间的边界处。在边界部162中，固相扩散凹槽103以与第一实施方案的DTI 12类似的方式形成。
因此，第十五实施方案可以获得与第一实施方案类似的效果，并且还可以防止可能会在外围电路部161中产生的发射光由于固相扩散凹槽103而进入像素阵列部。
<第十六实施方案>
图21是示出本技术适用的固态成像装置的第十六构成例(第十六实施方案)的垂直断面图。
与图11所示的第七实施方案的PD 11(Si基板10等在深度方向上的长度延长)相比，在第十六实施方案中，通过离子注入在其背面侧上形成P型区域171-1、N型区域172和P型区域171-2。在这些PN结部分中产生强电场并且可以保持电荷。
因此，第十六实施方案可以获得与第一实施方案类似的效果，并且与第七实施方案相比还可以进一步增加饱和电荷量Qs。
<第十七实施方案>
图22是示出本技术适用的固态成像装置的第十七构成例(第十七实施方案)的垂直断面图。
第十七实施方案与第一实施方案的不同之处在于，DTI 12的内部填充有与覆盖DTI 12的背面侧(图中的下侧)的遮光膜15相同的金属材料(W)，并且Si基板10的表面侧(图中的上侧)也被覆盖，具体地，各像素区域的背面之外的部分被金属材料包围。其他构成类似于第一实施方案的构成。请注意，W之外的金属材料可以用于遮光膜15等。
这样防止入射光泄漏到相邻像素。因此，防止了颜色混合。此外，从背面侧进入并且在没有经历光电转换的情况下到达表面侧的光被金属材料反射并再次进入PD 11。
因此，第十七实施方案可以获得与第一实施方案类似的效果，并且还可以进一步增强PD 11的感度。
请注意，可以适当地组合上述第一至第十七实施方案。
<第一变形例>
尽管在上述第一至第十七实施方案中的每一个中，各像素包括FD和像素晶体管，但是多个像素可以共享FD和像素晶体管18。
图23示出了在垂直方向上彼此相邻的两个像素共享FD和像素晶体管18的情况下的平面图。
在图23的情况下，每个像素的元件数量减少，并且各像素中的占用面积足够大。因此，设置有将要添加到FD的转换效率切换晶体管192和MOS电容器193。
转换效率切换晶体管192切换到旨在增强感度输出的应用的高转换效率，并且切换到旨在增加饱和电荷量Qs的应用的低转换效率。
添加到FD的MOS电容器193可以增加FD容量。因此，可以实现低转换效率，并且可以增加饱和电荷量Qs。
<其他变形例>
例如，第一至第十七实施方案也可以适用于下述的通过层叠多个基板而形成的固态成像装置。
<根据本公开的技术可以适用的层叠型固态成像装置的构成例>
图24是示出根据本公开的技术可以适用的层叠型固态成像装置的构成例的概要图。
图24的A示出了非层叠型固态成像装置的示意性构成例。如图24的A所示，固态成像装置23010包括单个晶片(半导体基板)23011。该晶片23011安装有其中像素排列成阵列的像素区域23012、控制像素的驱动并执行其他各种控制的控制电路23013以及用于信号处理的逻辑电路23014。
图24的B和C示出了层叠型固态成像装置的示意性构成例。如图24的B和C所示，传感器晶片23021和逻辑晶片23024这两个晶片层叠并彼此电气连接。以这种方式，固态成像装置23020被构造为单个半导体芯片。
在图24的B中，传感器晶片23021安装有像素区域23012和控制电路23013。逻辑晶片23024安装有包括执行信号处理的信号处理电路的逻辑电路23014。
在图24的C中，传感器晶片23021安装有像素区域23012。逻辑晶片23024安装有控制电路23013和逻辑电路23014.
图25是示出层叠型固态成像装置23020的第一构成例的断面图。
在传感器晶片23021中，形成有构成成为像素区域23012的像素的光电二极管(PD)、浮动扩散(FD)和晶体管(Tr)(MOS FET)以及成为控制电路23013的Tr等。另外，在传感器晶片23021中形成配线层23101。配线层23101包括多个层，在该示例中为三层配线23110。请注意，控制电路23013(成为它的Tr)可以不形成在传感器晶片23021中而是形成在逻辑晶片23024中。
构成逻辑电路23014的Tr形成在逻辑晶片23024中。另外，配线层23161形成在逻辑晶片23024中。配线层23161包括多个层，在该示例中为三层配线23170。此外，在逻辑晶片23024中形成连接孔23171。连接孔23171具有形成在其内壁面上的绝缘膜23172。将要连接到配线23170等的连接导体23173埋在连接孔23171中。
传感器晶片23021和逻辑晶片23024彼此贴合，使得其配线层23101和23161彼此面对。由此，形成层叠有传感器晶片23021和逻辑晶片23024的层叠型固态成像装置23020。诸如保护膜等膜23191形成在传感器晶片23021和逻辑晶片23024彼此贴合的面上。
连接孔23111形成在传感器晶片23021中。连接孔23111从传感器晶片23021的背面侧(光进入PD的一侧)(上侧)贯通传感器晶片23021并到达逻辑晶片23024的最上层配线23170。另外，连接孔23121形成在传感器晶片23021中。连接孔23121位于连接孔23111附近并从传感器晶片23021的背面侧到达第一层配线23110。绝缘膜23112形成在连接孔23111的内壁面上。绝缘膜23122形成在连接孔23121的内壁面上。然后，连接导体23113和23123分别埋在连接孔23111和23121中。连接导体23113和连接导体23123在传感器芯片23021的背面侧上彼此电气连接。由此，传感器芯片23021和逻辑芯片23024经由配线层23101、连接孔23121、连接孔23111和配线层23161彼此电气连接。
图26是示出层叠型固态成像装置23020的第二构成例的断面图。
在固态成像装置23020的第二构成例中，传感器晶片23021((的配线层23101)的配线23110))和逻辑晶片23024((的配线层23161)的配线23170))通过形成在传感器晶片23021中的单个连接孔23211彼此电气连接。
即，在图26中，连接孔23211形成为从传感器晶片23021的背面侧贯通传感器晶片23021并且到达逻辑晶片23024的最上层配线23170和传感器晶片23021的最上层配线23110。绝缘膜23212形成在连接孔23211的内壁面上。连接导体23213埋在连接孔23211中。在上述的图25中，传感器晶片23021和逻辑晶片23024通过两个连接孔23111和23121彼此电气连接。另一方面，在图26中，传感器晶片23021和逻辑晶片23024通过单个连接孔23211彼此电气连接。
图27是示出层叠型固态成像装置23020的第三构成例的断面图。
在图27的固态成像装置23020中，诸如保护膜等膜23191未形成在传感器晶片23021和逻辑晶片23024彼此贴合的面上。在图25的情况下，诸如保护膜等膜23191形成在传感器晶片23021和逻辑晶片23024彼此贴合的面上。在这一点上，图27的固态成像装置23020与图25的情况不同。
传感器晶片23021和逻辑晶片23024彼此重叠，使得配线23110和23170保持直接接触。然后，在配线23110和23170上增加必要重量的同时，通过加热配线23110和23170，使配线23110和23170彼此直接接合。以这种方式，形成图27的固态成像装置23020。
图28是示出根据本公开的技术可以适用的层叠型固态成像装置的另一构成例的断面图。
在图28中，固态成像装置23401具有三层层叠结构。在该三层层叠结构中，层叠有传感器晶片23411、逻辑晶片23412和存储器晶片23413这三个晶片。
存储器晶片23413包括存储器电路。例如，存储器电路存储在逻辑晶片23412中执行信号处理暂时需要的数据。
在图28中，逻辑晶片23412和存储器晶片23413以所述顺序层叠在传感器晶片23411的下方。然而，逻辑晶片23412和存储器晶片23413可以以相反的顺序层叠在传感器晶片23411的下方，即，以存储器晶片23413和逻辑晶片23412的顺序。
请注意，在图28中，在传感器晶片23411中形成成为像素的光电转换部的PD和像素Tr的源/漏区域。
经由PD周围的栅极绝缘膜形成栅电极。像素Tr 23421和像素Tr23422由栅电极和成对的源/漏区域形成。
与PD相邻的像素Tr 23421是传输Tr。构成像素Tr 23421的成对的源/漏区域之一是FD。
此外，在传感器晶片23411中形成层间绝缘膜。在层间绝缘膜中形成连接孔。像素Tr 23421和连接到像素Tr 23422的连接导体23431形成在连接孔中。
另外，在传感器晶片23411中形成具有多层配线23432的配线层23433，配线连接到各个连接导体23431。
此外，成为外部连接用的电极的铝焊盘23434形成在传感器晶片23411的配线层23433的最下层中。即，在传感器晶片23411中，铝焊盘23434形成在比配线23432更靠近逻辑晶片23412的接合面23440的位置。铝焊盘23434用作与从外部输入/输出的信号相关联的配线的一端。
此外，用于与逻辑晶片23412电气连接的接触部23441在传感器晶片23411中形成。接触部23441连接到逻辑晶片23412的接触部23451并且还连接到传感器晶片23411的铝焊盘23442
然后，焊盘孔23443形成在传感器晶片23411中，从传感器晶片23411的背面侧(上侧)到达铝焊盘23442。
根据本公开的技术可以适用于如上所述的固态成像装置。
<内部信息获取系统的应用例>
根据本公开的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图29是示出使用根据本公开的技术可以适用的胶囊内窥镜的患者内部信息获取系统的示意性构成的示例的框图。
内部信息获取系统10001包括胶囊内窥镜10100和外部控制装置10200。
在检查时，患者吞咽胶囊内窥镜10100。胶囊内窥镜10100具有图像拾取功能和无线通信功能，由于蠕动运动等而移动到胃和肠等器官的内部，直到其从患者自然排出，以预定间隔顺次地拍摄器官内的图像(在下文中，也称为内部图像)，并且将关于内部图像的信息无线地顺次地传输到身体外部的外部控制装置10200。
外部控制装置10200综合地控制内部信息获取系统10001的操作。另外，外部控制装置10200接收关于从胶囊内窥镜10100传输的内部图像的信息，并且基于所接收的关于内部图像的信息，生成用于在显示装置(未示出)上显示内部图像的图像数据。
如上所述，内部信息获取系统10001可以在从吞咽胶囊内窥镜10100直到其被排出的任何时间获取通过拍摄患者体内状态而获得的内部图像。
对胶囊内窥镜10100和外部控制装置10200的构成和功能进行更详细地说明。
胶囊内窥镜10100包括胶囊式壳体10101。在壳体10101中，收容光源单元10111、图像拾取单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114、供电单元10115、电源单元10116和控制单元10117。
光源单元10111包括光源，例如发光二极管(LED)。光被发射到图像拾取单元10112的图像拾取视野中。
图像拾取单元10112包括图像传感器和光学系统，该光学系统包括设置在图像传感器前面的多个透镜。发射到作为观察对象的身体组织的光的反射光(在下文中称为观察光)由光学系统收集并入射到图像传感器上。在图像拾取单元10112中，在图像传感器中，入射在其上的观察光被光电转换，并且生成与观察光相对应的图像信号。将由图像拾取单元10112生成的图像信号提供给图像处理单元10113。
图像处理单元10113包括诸如中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU)等处理器，并且对由图像拾取单元10112生成的图像信号执行各种类型的信号处理。图像处理单元10113将被执行信号处理的图像信号作为RAW数据提供给无线通信单元10114。
无线通信单元10114对经过图像处理单元10113的信号处理的图像信号执行诸如调制处理等预定处理，并且经由天线10114A将图像信号传输到外部控制装置10200。此外，无线通信单元10114经由天线10114A接收来自外部控制装置10200的与胶囊内窥镜10100的驱动控制有关的控制信号。无线通信单元10114将从外部控制装置10200接收到的控制信号提供给控制单元10117。
供电单元10115包括用于电力接收的天线线圈、用于从天线线圈中产生的电流再生电力的电力再生电路以及升压电路等。在供电单元10115中，使用所谓的非接触充电的原理来生成电力。
电源单元10116包括二次电池，并存储由供电单元10115生成的电力。在图29中，为了避免图的复杂化，省略了指示来自电源单元10116的电力的供电目的地的箭头等的图示；然而，存储在电源单元10116中的电力被供给到光源单元10111、图像拾取单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和控制单元10117，并且可以用于驱动这些单元。
控制单元10117包括诸如CPU等处理器，并且根据从外部控制装置10200传输的控制信号适宜地控制光源单元10111、图像拾取单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和供电单元10115。
外部控制装置10200包括诸如CPU或GPU等处理器，或者其上混合安装有处理器和诸如存储器等存储元件的微处理器、控制板等。外部控制装置10200通过天线10200A将控制信号传输到胶囊内窥镜10100的控制单元10117，由此控制胶囊内窥镜10100的操作。在胶囊内窥镜10100中，例如，根据来自外部控制装置10200的控制信号，可以改变用于向光源单元10111中的观察对象发光的条件。另外，根据来自外部控制装置10200的控制信号，可以改变图像拾取条件(例如，图像拾取单元10112中的帧速率、曝光值等)。另外，根据来自外部控制装置10200的控制信号，可以改变图像处理单元10113中的处理细节以及无线通信单元10114传输图像信号的条件(例如，传输间隔、传输图像的数量等)。
此外，外部控制装置10200对从胶囊内窥镜10100传输的图像信号执行各种类型的图像处理，并生成用于在显示装置上显示拍摄的内部图像的图像数据。作为图像处理，可以执行各种类型的已知信号处理，例如，显像处理(去马赛克处理)、图像质量改善处理(频带增强处理、超分辨率处理、降噪(NR)处理和/或相机抖动校正处理等)和/或放大处理(电子变焦处理)等。外部控制装置10200控制显示装置(未示出)的驱动，以基于所生成的图像数据显示拍摄的内部图像。可选择地，外部控制装置10200可以使记录装置(未示出)记录所生成的图像数据，或者使打印装置(未示出)打印出所生成的图像数据。
以上已经说明了根据本公开的技术可以适用的内部信息获取系统的示例。根据本公开的技术可以适用于上述构成的图像拾取单元10112。
<移动体的应用例>
根据本公开的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术被实现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、船舶和机器人等任何类型的移动体上的装置。
图30是作为根据本公开的技术可以适用的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的概略构成例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接在一起的多个电子控制单元。在图30所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、主体系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和综合控制单元12050。此外，作为综合控制单元12050的功能构成，示出了微型计算机12051、声音/图像输出单元12052和车载网络接口(I/F)12053。
驱动系统控制单元12010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12010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。
主体系统控制单元12020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12020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电波或各种开关的信号可以输入到主体系统控制单元12020。主体系统控制单元12020接收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。
车外信息检测单元12030检测安装车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030与图像拾取单元12031连接。车外信息检测单元12030使图像拾取单元12031捕获车辆外部的图像并接收所捕获的图像。车外信息检测单元12030可以基于接收到的图像进行诸如人、汽车、障碍物、标志、道路上的文字等物体检测处理或距离检测处理。
图像拾取单元12031是接收光并输出对应于受光量的电气信号的光学传感器。图像拾取单元12031可以输出电气信号作为图像或输出电气信号作为测距信息。此外，由图像拾取单元12031接收的光可以是可见光或诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测车内的信息。例如，车内信息检测单元12040与用于检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测单元12041连接。例如，驾驶员状态检测单元12041包括捕获驾驶员的图像的相机，并且基于从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳度或集中度，或者可以判断驾驶员是否入睡。
微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得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12010输出控制指令。例如，微型计算机12051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12051可以通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于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。
另外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息将控制指令输出到主体系统控制单元12020。例如，微型计算机12051根据由车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或对向车辆的位置来控制头灯，以进行协调控制，以实现防止诸如将远光灯切换为近光灯等眩光。
声音/图像输出单元12052将语音和图像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员或车辆外部的信息的输出装置。在图30的示例中，作为输出装置，音频扬声器12061、显示单元12062和仪表板12063被示出。例如，显示单元12062可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一种。
图31是图像拾取单元12031的示例性安装位置的图。
在图31中，作为图像拾取单元12031，车辆12100包括图像拾取单元12101,12102,12103,12104和12105。
图像拾取单元12101,12102,12103,12104和12105中的每一个设置在例如车辆12100的车头、侧视镜、后保险杠、后门、车内的挡风玻璃的上侧等位置。设置在车头中的图像拾取单元12101和设置在车内的挡风玻璃上侧的图像拾取单元12105主要获得车辆12100的前方的图像。设置在侧视镜中的图像拾取单元12102和12103主要获得车辆12100的侧方的图像。设置在后保险杠或后门中的图像拾取单元12104主要获得车辆12100的后方的图像。由图像拾取单元12101和12105获得的前方的图像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。
请请注意，图31示出了图像拾取单元12101～12104的示例性图像拾取范围。图像拾取范围12111表示设置在车头中的图像拾取单元12101的图像拾取范围，图像拾取范围12112和12113分别表示设置在侧视镜中的图像拾取单元12102和12103的图像拾取范围，图像拾取范围12114表示设置在后保险杠或后门中的图像拾取单元12104的图像拾取范围。例如，由图像拾取单元12101～12104捕获的图像数据被彼此叠加，从而获得车辆12100的从上方看到的鸟瞰图像。
图像拾取单元12101～12104中的至少一个可以具有获取距离信息的功能。例如，图像拾取单元12101～12104中的至少一个可以是包括多个图像拾取元件的立体相机，或者可以是具有相位差检测用的像素的图像传感器。
例如，基于从图像拾取单元12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051求出距各图像拾取范围12111～12114内的各立体物的距离和距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而能够提取位于车辆12100的行驶路线上的特别是最接近的立体物且在与车辆12100的大致相同的方向上以预定速度(例如，等于或大于0km/h)行驶的立体物作为前方车辆。另外，微型计算机12051可以设定在前方车辆的前方预先确保的车辆之间的距离，并且可以进行自动制动控制(包括追踪行驶停止控制)、自动加速控制(包括追踪行驶开始控制)等。以这种方式，可以进行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的协调控制。
例如，基于从图像拾取单元12101～12104获得的距离信息，通过将立体物分类为两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人和电线杆等其他立体物，微型计算机12051可以提取关于立体物的立体物数据，并利用提取的数据自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为可以由车辆12100的驾驶员视觉识别的障碍物和难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051判断指示与各障碍物碰撞的危险度的碰撞风险，并且当碰撞风险等于或高于设定值并且存在碰撞的可能性时，微型计算机12051可以通过经由音频扬声器12061和显示单元12062向驾驶者输出警告或者经由驱动系统控制单元12010进行强制减速或回避转向，从而能够进行碰撞避免的驱动辅助。
图像拾取单元12101～12104中的至少一个可以是用于检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过判断行人是否存在于图像拾取单元12101～12104的捕获图像中来识别行人。例如，通过提取作为红外相机的图像拾取单元12101～12104的捕获图像中的特征点的过程以及对指示物体的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理以判断该物体是否为行人的过程来进行行人的识别。当微型计算机12051判断行人存在于图像拾取单元12101～12104的捕获图像中并且识别出行人时，声音/图像输出单元12052控制显示单元12062，使其显示叠加的矩形轮廓线以强调所识别的行人。此外，声音/图像输出单元12052可以控制显示单元12062，使其在期望的位置显示指示行人的图标等。
上面已经说明了根据本公开的技术可以适用的车辆控制系统的示例。根据本公开的技术可以适用于例如上述构成中的图像拾取单元123031等。
应当注意，本技术的实施方案不限于上述实施方案，而是可以在不脱离本技术的主旨的情况下进行各种修改。
本技术还可以采用以下构成。
(1)
一种固态成像装置，包括：
针对每个像素形成并且被构造成执行光电转换的N型区域；
在深度方向上贯通半导体基板并且形成在被构造成执行光电转换的N型区域之间的像素间遮光壁，每个N型区域针对彼此相邻的各像素形成；
形成在被构造成执行光电转换的N型区域和所述像素间遮光壁之间的P型层；和
与所述P型层相邻并且形成在所述N型区域和所述半导体基板的光入射面侧的界面之间的P型区域。
(2)
根据(1)所述的固态成像装置，其中通过从在形成所述像素间遮光壁时开口的凹槽的内壁掺杂杂质来形成所述P型层。
(3)
根据(1)或(2)所述的固态成像装置，其中所述P型层形成为与所述像素间遮光壁的形状自对准。
(4)
根据(1)～(3)中任一项所述的固态成像装置，其中所述P型层是P型固相扩散层。
(5)
根据(4)所述的固态成像装置，其中
所述N型区域包括光电转换部和N型固相扩散层，和
所述N型固相扩散层形成在所述光电转换部和所述P型固相扩散层之间。
(6)
根据(1)～(5)中任一项所述的固态成像装置，其中所述像素间遮光壁形成在有源区域中。
(7)
根据(1)～(5)中任一项所述的固态成像装置，其中所述像素间遮光壁形成在浅凹槽隔离中。
(8)
根据(1)～(5)中任一项所述的固态成像装置，其中所述像素间遮光壁形成在浅凹槽隔离和所述半导体基板的光入射面侧的界面之间。
(9)
根据(1)～(8)中任一项所述的固态成像装置，其中所述像素间遮光壁包括内壁，在所述内壁上形成具有负固定电荷的膜。
(10)
根据(5)所述的固态成像装置，其中所述P型固相扩散层和所述N型固相扩散层中的至少一个在所述半导体基板的深度方向上具有掺杂杂质的浓度梯度。
(11)
根据(1)～(10)中任一项所述的固态成像装置，还包括：
被构造成保持由所述光电转换部产生的电荷的保持部；和
被构造成扩张所述保持部的容量的容量扩张部。
(12)
根据(1)～(11)中任一项所述的固态成像装置，其中所述像素间遮光壁包括SiO2膜。
(13)
根据(1)～(12)中任一项所述的固态成像装置，还包括：
形成在所述半导体基板的表面上的电极焊盘；
形成在所述电极焊盘周围并且在所述半导体基板的深度方向上延伸穿过所述半导体基板的沟槽；
邻近所述沟槽设置的P型层；
与邻近所述沟槽设置的P型层相邻设置的N型层；
与邻近所述沟槽设置的P型层相邻并且形成在所述N型层和所述半导体基板的光入射面侧的界面之间的第二P型区域；和
形成在所述半导体基板的表面中并用所述沟槽包围的电极焊盘。
(14)
根据(1)～(13)中任一项所述的固态成像装置，还包括：
其中形成有预定的信号处理电路的外围电路部；
形成在所述外围电路部和配置有多个像素的像素阵列之间的边界处并且在所述半导体基板的深度方向上延伸穿过所述半导体基板的沟槽；
邻近所述沟槽设置的P型层；
与邻近所述沟槽设置的P型层相邻设置的N型层；和
与邻近所述沟槽设置的P型层相邻并且形成在所述N型层和所述半导体基板的光入射面侧的界面之间的第二P型区域。
(15)
根据(1)～(14)中任一项所述的固态成像装置，还包括：纵型晶体管，其在所述半导体基板的深度方向上形成，以到达被构造成执行光电转换的N型区域。
(16)
根据(1)～(15)中任一项所述的固态成像装置，还包括：
形成在各像素区域的有源区域中的阱接触部分；和
设置在所述阱接触部分中的两个以上的接触部。
(17)
根据(5)所述的固态成像装置，还包括：通过离子注入在所述光电转换部内形成的PN结部分。
(18)
根据(1)～(17)中任一项所述的固态成像装置，其中除了光入射面之外，所述半导体基板的各像素区域用金属材料包围。
(19)
根据(1)～(18)中任一项所述的固态成像装置，其中形成在所述半导体基板中的像素晶体管被多个像素共享。
(20)
一种配备有固态成像装置的电子设备，所述固态成像装置包括：
针对每个像素形成并且被构造成执行光电转换的N型区域；
在深度方向上贯通半导体基板并且形成在被构造成执行光电转换的N型区域之间的像素间遮光壁，每个N型区域针对彼此相邻的各像素形成；
形成在被构造成执行光电转换的N型区域和所述像素间遮光壁之间的P型层；和
与所述P型层相邻并且形成在所述N型区域和所述半导体基板的光入射面侧的界面之间的P型区域。
(21)
一种成像装置，包括：
基板；
在所述基板中的多个光电转换元件，其中所述多个光电转换元件中的每一个包括执行光电转换的N型区域；
在所述基板中的多个光电转换元件的第一光电转换元件和第二光电转换元件之间的遮光壁；
在第一光电转换区域和所述遮光壁之间的第一P型区域；和
与第一P型区域相邻并且在第一光电转换区域和所述基板的光入射侧的界面之间的第二P型区域。
(22)
根据(21)所述的成像装置，其中通过从所述遮光壁的凹槽的内壁掺杂杂质来形成第一P型区域。
(23)
根据(22)所述的成像装置，其中第一P型区域与所述像素间遮光壁的形状自对准。
(24)
根据(21)所述的成像装置，其中第一P型区域是P型固相扩散层。
(25)
根据(24)所述的成像装置，其中
第一光电转换元件的N型区域包括N型固相扩散层，和
所述N型固相扩散层形成在第一光电转换元件和所述P型固相扩散层之间。
(26)
根据(21)～(25)中任一项所述的成像装置，其中所述遮光壁在有源区域中。
(27)
根据(21)～(26)中任一项所述的成像装置，其中所述遮光壁形成在浅凹槽隔离中。
(28)
根据(21)所述的成像装置，其中所述遮光壁在浅凹槽隔离和所述基板的光入射侧的界面之间。
(29)
根据(21)所述的成像装置，其中所述遮光壁包括内壁，所述内壁具有带负固定电荷的膜。
(30)
根据(25)所述的成像装置，其中所述P型固相扩散层和所述N型固相扩散层中的至少一个在所述半导体基板的深度方向上具有掺杂杂质的浓度梯度。
(31)
根据(25)所述的成像装置，还包括：
被构造成保持由所述光电转换元件产生的电荷的保持部；和
被构造成扩张所述保持部的容量的容量扩张部。
(32)
根据(21)所述的成像装置，其中所述遮光壁包括SiO2膜。
(33)
根据(21)～(32)中任一项所述的成像装置，还包括：
形成在所述半导体基板的表面上的电极焊盘；和
形成在所述电极焊盘周围并且在所述半导体基板的深度方向上延伸穿过所述半导体基板的沟槽。
(34)
根据(21)～(33)中任一项所述的成像装置，还包括：
外围电路部，其中所述外围电路部包括预定的信号处理电路；
形成在所述外围电路部和配置有多个像素的像素阵列之间的边界处并且在所述半导体基板的深度方向上延伸穿过所述半导体基板的沟槽；
邻近所述沟槽的第三P型区域；
与邻近所述沟槽设置的第三P型区域相邻的第二N型区域；和
与邻近所述沟槽的第三P型区域相邻并且形成在第二N型区域和所述基板的入射侧之间的第四P型区域。
(35)
根据(21)所述的成像装置，还包括：纵型晶体管，其在所述基板的深度方向上形成，以到达执行光电转换的N型区域。
(36)
根据(22)所述的成像装置，还包括：
形成在各像素区域的有源区域中的阱接触部分；和
设置在所述阱接触部分中的两个以上的接触部。
(37)
根据(25)所述的成像装置，还包括：通过离子注入在第一光电转换元件内形成的PN结部分。
(38)
根据(21)～(37)中任一项所述的成像装置，其中除了光入射侧之外，所述基板的各像素区域用金属材料包围。
(39)
根据(21)～(38)中任一项所述的成像装置，其中形成在所述基板中的像素晶体管被多个像素共享。
(40)
一种电子设备，包括：
成像装置，所述成像装置包括：
基板；
在所述基板中的多个光电转换元件，其中所述多个光电转换元件中的每一个包括执行光电转换的N型区域；
在所述基板中的多个光电转换元件的第一光电转换元件和第二光电转换元件之间的遮光壁；
在第一光电转换区域和所述遮光壁之间的第一P型区域；和
与第一P型区域相邻并且在第一光电转换区域和所述基板的光入射侧的界面之间的第二P型区域。
本领域技术人员应该理解的是，取决于设计要求和其他因素，可以出现各种修改、组合、子组合和改变，只要它们在所附权利要求书或其等同物的范围内即可。
[附图标记列表]
10 Si基板 11 PD
12 DTI 13 P型固相扩散层
14 N型固相扩散层 15 遮光膜
16 OCL 17 纵型晶体管沟槽
19 有源区域 20 背面Si界面
21 STI 31 侧壁膜
32 填充物 35 P型区域
61 膜 71 MOS电容器
101 Al焊盘提取部 102 Al焊盘
103 固相扩散沟槽 111 外围电路部
112 P+扩散层 113 P阱区域
114 背面接触部 121 外围电路部
122 P阱区域 151 阱接触部分
152 接触部 153 Cu配线
161 外围电路部 162 边界部
171 P型区域 172 N型区域
191 FD配线 192 转换效率切换晶体管
193 MOS电容器

Claims (20)

1.一种成像装置，包括：
基板；
在所述基板中的多个光电转换元件，其中所述多个光电转换元件中的每一个包括执行光电转换的第一N型区域；
在所述基板中的多个光电转换元件的第一光电转换元件和第二光电转换元件之间的遮光壁；
在所述第一N型区域和所述遮光壁之间的第一P型区域；
与所述第一N型区域相邻并且在所述第一N型区域和所述第一P型区域之间的第二N型区域；和
与所述第一P型区域相邻并且在所述第一N型区域和所述基板的光入射侧的界面之间且在所述第二N型区域和所述基板的所述光入射侧的界面之间的第二P型区域。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中通过从所述遮光壁的凹槽的内壁掺杂杂质来形成所述第一P型区域。
3.根据权利要求2所述的成像装置，其中所述第一P型区域与所述遮光壁的形状自对准。
4.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述第一P型区域是P型固相扩散层。
5.根据权利要求4所述的成像装置，其中
所述第一光电转换元件的所述第一N型区域包括N型固相扩散层，和
所述N型固相扩散层形成在所述第一光电转换元件和所述P型固相扩散层之间。
6.根据权利要求2所述的成像装置，其中所述遮光壁在有源区域中。
7.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述遮光壁形成在浅凹槽隔离中。
8.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述遮光壁在浅凹槽隔离和所述基板的所述光入射侧的界面之间。
9.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述遮光壁包括内壁，所述内壁具有带负固定电荷的膜。
10.根据权利要求5所述的成像装置，其中所述P型固相扩散层和所述N型固相扩散层中的至少一个在所述基板的深度方向上具有掺杂杂质的浓度梯度。
11.根据权利要求5所述的成像装置，还包括：
被构造成保持由所述光电转换元件产生的电荷的保持部；和
被构造成扩张所述保持部的容量的容量扩张部。
12.根据权利要求1所述的成像装置，其中所述遮光壁包括SiO2膜。
13.根据权利要求1所述的成像装置，还包括：
形成在所述基板的表面上的电极焊盘；和
形成在所述电极焊盘周围并且在所述基板的深度方向上延伸穿过所述基板的沟槽。
14.根据权利要求1所述的成像装置，还包括：
外围电路部，其中所述外围电路部包括预定的信号处理电路；
形成在所述外围电路部和配置有多个像素的像素阵列之间的边界处并且在所述基板的深度方向上延伸穿过所述基板的沟槽；
邻近所述沟槽的第三P型区域；
与邻近所述沟槽设置的所述第三P型区域相邻的第三N型区域；和
与邻近所述沟槽的所述第三P型区域相邻并且形成在所述第三N型区域和所述基板的入射侧之间的第四P型区域。
15.根据权利要求1所述的成像装置，还包括：纵型晶体管，其在所述基板的深度方向上形成，以到达执行光电转换的所述第一N型区域。
16.根据权利要求2所述的成像装置，还包括：
形成在各像素区域的有源区域中的阱接触部分；和
设置在所述阱接触部分中的两个以上的接触部。
17.根据权利要求5所述的成像装置，还包括：通过离子注入在所述第一光电转换元件内形成的PN结部分。
18.根据权利要求1所述的成像装置，其中除了光入射侧之外，所述基板的各像素区域用金属材料包围。
19.根据权利要求1所述的成像装置，其中形成在所述基板中的像素晶体管被多个像素共享。
20.一种电子设备，包括如权利要求1-19中任一项所述的成像装置。
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