CN111183522B - 固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备 - Google Patents

固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111183522B
CN111183522B CN201880062598.3A CN201880062598A CN111183522B CN 111183522 B CN111183522 B CN 111183522B CN 201880062598 A CN201880062598 A CN 201880062598A CN 111183522 B CN111183522 B CN 111183522B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light shielding
insulating film
semiconductor substrate
film
image pickup
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
CN201880062598.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111183522A (zh
Inventor
佐藤尚之
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 CN111183522A publication Critical patent/CN111183522A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111183522B publication Critical patent/CN111183522B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • 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
    • H01L27/14636—Interconnect 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
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14689—MOS based technologies
    • 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
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/771—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising storage means other than floating diffusion

Landscapes

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

Abstract

一种固态摄像元件包括：光电转换部；电荷保持部，构造成保持由光电转换部产生的电荷；半导体基板，形成有光电转换部和电荷保持部；布线层；绝缘膜层；第一遮光膜；第二遮光膜。在半导体基板的处于入射光的第一面的相对侧的第二面上，从靠近第二面的一侧开始层叠绝缘膜层、第一遮光膜和布线层。第一遮光膜设置成：至少覆盖电荷保持部的形成区域，在与第二遮光膜的形成位置对应的部分中具有在半导体基板侧突出的突出部。第二遮光膜具有：第一遮光部，放置在光电转换部与电荷保持部之间，并从半导体基板的第一面延伸至部分穿过半导体基板；第二遮光部，放置在光电转换部与电荷保持部之间，构造成比第一遮光部长；第三遮光部，覆盖第一面的一部分。

Description

固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备
技术领域
本公开涉及固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备。
背景技术
在固态摄像元件中，例如，在具有全局快门功能的背面照射式CMOS图像传感器中，在半导体基板中设置有电荷保持部，该电荷保持部用于暂时保持由光电转换部产生的电荷。如果光入射到电荷保持部上，则会产生不必要的电荷。然后，与不必要的电荷相关联地产生光学噪声，因此降低了图像质量。就这一点而言，以往已经研究了抑制光入射到电荷保持部上的问题。
例如，专利文献1公开了第一实施例，其中，在电荷保持部的各面中，光入射到半导体基板的入射面侧的上部面和处于该上部面的相对侧的底面被遮光膜覆盖。由此，不仅防止了从半导体基板的入射面侧入射的光入射到电荷保持部上，而且还防止了来自在处于半导体基板的入射面的相对侧的面上层叠的布线层的反射光入射到电荷保持部上。
此外，专利文献1公开了第二实施例，其中，电荷保持部的上部面和侧面被遮光膜覆盖，并且使侧面侧的一些遮光膜穿透半导体基板。由此，能够更可靠地阻挡入射到电荷保持部的侧面上的光。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2013-65688号
发明内容
本公开要解决的技术问题
然而，在专利文献1的第一实施例中，由于覆盖电荷保持部的侧面的遮光膜仅设置部分穿过半导体基板，因此，无法防止光从侧面的未覆盖有遮光膜的部分入射的情况。此外，在专利文献1的第二实施例中，由于电荷保持部的底面没有被遮光膜覆盖，因此无法防止从布线层反射的光入射到电荷保持部上的情况。
因此，本公开的目的是提供一种能够抑制光入射到电荷保持部上的背面照射式固态摄像元件、该固态摄像元件的制造方法以及包括该固态摄像元件的电子设备。
解决技术问题的技术方案
为了实现上述目的，提供了一种固态摄像元件，其包括：
光电转换部；
电荷保持部，其被构造成保持由所述光电转换部产生的电荷；
半导体基板，其中，形成有所述光电转换部和所述电荷保持部；
布线层；
绝缘膜层；
第一遮光膜；以及
第二遮光膜，
其中，在所述半导体基板的处于入射光的第一面的相对侧的第二面上，从靠近所述第二面的一侧开始层叠所述绝缘膜层、所述第一遮光膜和所述布线层，
所述第一遮光膜被设置成这样：
至少覆盖所述电荷保持部的形成区域，并且在与所述第二遮光膜的形成位置对应的部分中具有在所述半导体基板侧突出的突出部，并且
所述第二遮光膜具有：
第一遮光部，其被放置在所述光电转换部与所述电荷保持部之间，并从所述半导体基板的第一面延伸至部分穿过所述半导体基板，
第二遮光部，其被放置在所述光电转换部与所述电荷保持部之间，并且被构造成比所述第一遮光部长，以及
第三遮光部，其覆盖所述半导体基板的第一面的一部分。此外，用于实现上述目的的电子设备包括具有上述构造的固态摄像元件。
为了实现上述目的，提供了一种固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括：
光电转换部，
电荷保持部，其被构造成保持由所述光电转换部产生的电荷；
半导体基板，其中，形成有所述光电转换部和所述电荷保持部；
布线层；
绝缘膜层；
第一遮光膜；以及
第二遮光膜，
其中，从靠近所述半导体基板的处于入射光的第一面的相对侧的第二面的一侧开始依次在所述第二面上层叠所述绝缘膜层、所述第一遮光膜和所述布线层，所述方法包括：
形成所述第一遮光膜，使得所述第一遮光膜被设置成至少覆盖所述电荷保持部的形成区域，并且在与所述第二遮光膜的形成位置对应的部分中形成在所述半导体基板侧突出的突出部；以及
形成所述第二遮光膜，从而，在所述光电转换部与所述电荷保持部之间形成第一遮光部，所述第一遮光部从所述半导体基板的第一面延伸至部分穿过所述半导体基板，在所述光电转换部与所述电荷保持部之间形成第二遮光部，所述第二遮光部比所述第一遮光部长，以及形成第三遮光部，所述第三遮光部覆盖所述半导体基板的第一面的一部分。
本公开的有益效果
根据本公开，在具有电荷保持部的背面照射式固态摄像元件中，能够抑制光入射到电荷保持部上。
注意，这里说明的效果不一定是限制性的，而是可以实现本说明书中描述的其中一种效果。另外，本说明书中描述的效果仅是示例，并且不限于此，而且还可以实现其他效果。
附图说明
图1是示出作为应用了根据本公开的技术的固态摄像元件的示例的CMOS图像传感器的构造示例的框图。
图2是示出单位像素的构造示例的概况的图。
图3是示意性地示出根据第一实施例的示例1的具有遮光结构的CMOS图像传感器的截面图。
图4是示意性地示出在箭头方向上看时沿着图3的CMOS图像传感器的线A-A截取的截面的平面布局的截面图。
图5是示意性地示出在像素的布置方向与图4的截面图相同的位置中的CMOS图像传感器的半导体基板的入射面的平面布局的图。
图6是示意性地示出在像素的布置方向与图4的截面图相同的位置中从箭头方向看时沿着图3的CMOS图像传感器的线B-B截取的截面的平面布局的截面图。
图7是说明根据示例1的遮光结构的遮光功能的图。
图8是示出在根据示例1的遮光结构中关于漏光噪声的模拟结果的图。
图9是用于说明根据示例2的CMOS图像传感器的制造方法的步骤图(第1部分)。
图10是用于说明根据示例2的CMOS图像传感器的制造方法的步骤图(第2部分)。
图11是用于说明根据示例2的CMOS图像传感器的制造方法的步骤图(第3部分)。
图12是用于说明根据示例2的CMOS图像传感器的制造方法的步骤图(第4部分)。
图13是用于说明根据示例2的CMOS图像传感器的制造方法的步骤图(第5部分)。
图14是用于说明根据示例2的CMOS图像传感器的制造方法的步骤图(第6部分)。
图15是示意性地示出根据示例3的具有遮光结构的CMOS图像传感器的截面图。
图16是示意性地示出根据示例4的具有遮光结构的CMOS图像传感器的截面图。
图17是示意性地示出根据示例5的具有遮光结构的CMOS图像传感器的截面图。
图18是示意性地示出根据示例6的具有遮光结构的CMOS图像传感器的截面图。
图19A是示出根据示例7的第一遮光膜的突出部的图案示例1的平面图案图，并且图19B是示出根据示例7的第一遮光膜的突出部的图案示例2的平面图案图。
图20A是示出根据示例7的第一遮光膜的突出部的图案示例3的平面图案图，并且图20B是示出根据示例7的第一遮光膜的突出部的图案示例4的平面图案图。
图21是示出根据示例7的第一遮光膜的突出部的图案示例5的平面图案图。
图22是示出根据示例7的第一遮光膜的突出部的图案示例6的平面图案图。
图23是示意性地示出根据第二实施例的具有遮光结构的CMOS图像传感器的截面图。
图24是示出作为本公开的电子设备的一个实例的摄像装置的构造的框图。
图25是示出根据本公开的技术的应用例的图。
图26是示出作为根据本公开的技术适用的移动体控制系统的一个实例的车辆控制系统的示意性构造示例的框图。
图27是示出摄像部单元的安装位置的示例的图。
具体实施方式
在下文中，将通过利用附图来详细说明用于实施根据本公开的技术的方式(以下称为“实施例”)。根据本公开的技术不限于所述实施例，并且实施例中的各种数值和材料都是示例。在下面的说明中，相同的附图标记用于相同的元件或具有相同功能的元件，因此省略重复的说明。注意，按照以下顺序给出说明。
1.关于本公开的固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备的整体说明
2.第一实施例
2-1.CMOS图像传感器的构造示例
2-2.单位像素的构造示例
2-3.CMOS图像传感器的遮光结构
2-3-1.示例1(遮光结构的基本结构的示例)
2-3-2.示例2(遮光结构的制造方法的示例)
2-3-3.示例3(根据示例1的遮光结构的变形例1)
2-3-4.示例4(根据示例1的遮光结构的变形例1)
2-3-5.示例5(根据示例1的遮光结构的变形例1)
2-3-6.示例6(示例4+示例5的变形例)
2-3-7.示例7(示例1的变形例：第一遮光膜的突出部的图案示例)
3.第二实施例
4.变形例
5.应用例
6.根据本公开的技术的使用例
6-1.本公开的电子设备(摄像装置的示例)
6-2.移动体的应用例
7.本公开可以采用的构造
<关于本公开的固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备的整体说明>
在本公开的固态摄像元件中，从靠近半导体基板的处于入射光的第一面的相对侧的第二面的一侧开始依次在第二面上层叠有绝缘膜层、第一遮光膜和布线层的事实说明本公开的固态摄像元件是背面照射式。即，假设层叠有布线层的第二面是前面(正面)，则本公开的固态摄像元件具有背面照射式像素结构，该背面照射式像素结构用于从处于第二面的相对侧的背面(第一面)侧吸收施加的光。
在本公开的固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备中，可以采用如下构造：其中，在与第二遮光膜的第一遮光部或第二遮光部中的至少一者的形成位置相对应的部分中设置第一遮光膜的突出部。在这种情况下，优选如下构造：其中，第一遮光膜的突出部设置在比第二遮光膜的第一遮光部和第二遮光部中的至少一者的形成位置的正下方更靠近光电转换部侧的部分中，或者第一遮光膜的突出部设置在第二遮光膜的第一遮光部或第二遮光部中的至少一者的形成位置的正下方的部分中。
在包括上述优选构造的本公开的固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备中，可以采用如下构造：其中，第一遮光膜以覆盖光电转换部的形成区域的方式设置。此外，优选如下构造：其中，第一遮光膜的突出部以突出到绝缘膜层中的状态设置或者以通过绝缘膜层突出到半导体基板中的状态设置。
此外，在包括上述优选构造的本公开的固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备中，可以采用如下构造：其中，第一遮光部和第二遮光部通过第三遮光部在与半导体基板的第一面平行的方向上连结。此外，光电转换部的侧面被第一遮光部和第二遮光部包围的构造也是可以的。此外，可以采用如下构造：其中，第一遮光部至少设置在光电转换部与传输栅极部之间，所述传输栅极部用于将电荷从光电转换部传输至电荷保持部，第二遮光部至少设置在彼此相邻的单位像素的一个单位像素的光电转换部与另一个单位像素的电荷保持部之间。
此外，在包括上述优选构造的本公开的固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备中，可以采用如下构造：其中，绝缘膜层包括组成不同的第一绝缘膜和第二绝缘膜两层，并且从靠近第二面的一侧开始依次在半导体基板的第二面上层叠第一绝缘膜和第二绝缘膜。还可以采用如下构造：其中，第一绝缘膜包括氧化膜，并且第二绝缘膜包括氮化膜。
此外，在包括上述优选构造的本公开的固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备中，可以采用如下构造：其中，绝缘膜层是包括第三绝缘膜的三层结构，该第三绝缘膜在第二绝缘膜的与第一绝缘膜相对的一侧包括氧化膜。在该三层结构中，第一绝缘膜的厚度优选大于或等于10nm，第二绝缘膜的厚度优选大于或等于50nm，第三绝缘膜的厚度优选大于或等于25nm。此外，第二遮光部穿透第一绝缘膜并延伸至第二绝缘膜的构造也是可以的。
此外，在本公开的另一固态摄像元件中，
可以采用如下构造，其中，固态摄像元件包括：
光电转换部；
电荷保持部，其被构造成保持由光电转换部产生的电荷；
半导体基板，其中形成有光电转换部和电荷保持部；
布线层；
绝缘膜层；
第一遮光膜；以及
第二遮光膜,
其中，第一遮光膜以至少覆盖电荷保持部的形成区域的方式设置，并且在与第二遮光膜的形成位置相对应的部分中具有在半导体基板侧突出的突出部，并且
第二遮光膜具有：
表面遮光部，其设置在半导体基板的第一面的与电荷保持部的形成区域相对应的区域的挖掘部分的底部，以及
侧面遮光部，其从表面遮光部沿着电荷保持部的侧面延伸。
在本公开的另一固态摄像元件中，可以采用如下构造：其中，第一遮光膜的突出部以突出到绝缘膜层中的状态设置或者以经由绝缘膜层突出到半导体基板中的状态设置。
<第一实施例>
首先，说明了根据本公开的第一实施例的固态摄像元件和该固态摄像元件的制造方法，更具体地，说明了具有背面照射式像素结构的固态摄像元件和该固态摄像元件的制造方法。
[CMOS图像传感器的构造示例]
图1是示出作为应用了根据本公开的技术的固态摄像元件的示例的CMOS(complementary metal oxide semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器的构造示例的框图。
CMOS图像传感器10包括像素阵列部11、垂直驱动部12、列处理部13、水平驱动部14和系统控制部15。像素阵列部11、垂直驱动部12、列处理部13、水平驱动部14和系统控制部15形成在未示出的半导体基板(芯片)上。
在像素阵列部11中，均包括光电转换部的单位像素20以矩阵形式二维地布置，所述光电转换部用于根据入射光的量产生一定量的光电荷，并在内部累积光电荷。单位像素20具有背面照射式像素结构(见图3)。在下文中，可以将根据入射光的量产生的的光电荷量简写为“电荷”，并且可以将单位像素简写为“像素”。
此外，在像素阵列部11中，对于m行n列的像素布置，沿着附图的左右方向(像素行的像素的布置方向)针对每行形成像素驱动线16(161至16m)，并且沿着附图的上下方向(像素列的像素的布置方向)针对每列形成垂直信号线17(171至17n)。像素驱动线16的一端连接到与垂直驱动部12的每行对应的输出端。
CMOS图像传感器10还包括信号处理部18和数据存储部19。信号处理部18和数据存储部19可以通过设置在与CMOS图像传感器10的基板不同的基板上的外部信号处理部(例如，数字信号处理器(DSP)或软件应用程序)的处理来工作，或者可以安装在与CMOS图像传感器10的基板相同的基板上。
垂直驱动部12包括移位寄存器、地址解码器等，并且垂直驱动部12是同时针对所有像素逐行地驱动像素阵列部11的每个像素20的像素驱动部。尽管省略了垂直驱动部12的具体构造的图示，但是垂直驱动部12包括读取扫描系统和清除扫描系统，并且能够通过这些扫描系统的驱动而执行集体清除和集体传输。
读取扫描系统以连续的方式逐行地选择扫描像素阵列部11的单位像素20，以便从单位像素20读出信号。在行驱动(卷帘快门操作)的情况下，为了进行清除，对读取扫描系统要执行读取扫描的读取行进行清除扫描，该清除扫描比读取扫描提前了等于快门速度的量。此外，在全局曝光(全局快门操作)的情况下，进行集体清除比进行集体传输提前了等于快门速度的量。
通过进行清除，从读取行的单位像素20的光电转换部清除(复位)了不必要的电荷。然后，通过清除(复位)不必要的电荷来执行所谓的电子快门操作。这里，电子快门操作是指丢弃光电转换部的光电荷并重新开始曝光(开始累积光电荷)的操作。
通过读取扫描系统的读取操作读出的信号是与从紧接在前的读取操作或电子快门操作的时间起入射的光量对应的信号。在行驱动的情况下，从基于紧接在前的读取操作的读取时刻或基于电子快门操作的清除时刻到基于本轮读取操作的读取时刻之间的时间段是单位像素中的光电荷的累积时段(曝光时段)。在全局曝光的情况下，从集体清除到集体传输的时段是上述的累积时段(曝光时段)。
从垂直驱动部12选择性地扫描的像素行的单位像素20输出的像素信号通过垂直信号线17提供给列处理部13。列处理部13对通过垂直信号线17从所选择的行的每个单位像素20输出的像素信号进行规定的信号处理，并以像素阵列部11的像素列为单位暂时保持信号处理后的像素信号。
具体地，作为信号处理，列处理部13进行至少降噪处理，例如相关双采样(CDS)处理。通过列处理部13进行的相关双采样，消除了像素特有的固定模式噪声，例如复位噪声和放大晶体管之间的阈值变化(见图2)。注意，列处理部13可以设置有例如模数(AD)转换功能以及降噪处理功能，并且可以通过数字信号来输出信号电平。
水平驱动部14包括移位寄存器、地址解码器等，并且水平驱动部14顺序选择与列处理部13的像素列对应的单位电路。通过水平驱动部14的选择性扫描，经过了列处理部13的信号处理的像素信号被依次输出到信号处理部18。
系统控制部15包括用于产生各种时序信号的时序产生器等，并且使用由时序产生器产生的各种时序信号来执行垂直驱动部12、列处理部13、水平驱动部14等的驱动控制。
信号处理部18至少具有加法处理功能，并且信号处理部18对从列处理部13输出的像素信号进行诸如加法处理等的各种信号处理。数据存储部19在处理时将信号处理所需的数据暂时存储在信号处理部18中。
[单位像素的构造示例]
接下来，说明在图1的像素阵列部11中以矩阵形式布置的每个单位像素20的具体构造。
图2是示出单位像素20的构造示例的概观的图。例如，单位像素20包括作为光电转换部的光电二极管(PD)21。光电二极管21例如是埋入式光电二极管，其是在形成于n型半导体基板31上的p型阱层32中通过在基板的表面侧形成p型层211和埋入n型嵌入层212而形成的。注意，n型嵌入层212的杂质浓度被设置成这样：n型嵌入层212在电荷耗尽时进入耗尽状态。
除了光电二极管21之外，单位像素20还包括第一传输栅极部22、第二传输栅极部23和电荷保持部(MEM)24。第一传输栅极部22包括栅电极221，该栅电极221被设置在横跨光电二极管21和电荷保持部24的位置。第二传输栅极部23包括栅电极231和栅电极232，所述栅电极231和栅电极232被设置在电荷保持部24附近。
本示例的单位像素20采用如下构造：其中，通过使用嵌入型的n型扩散区域242并在表面上设置p型层241来形成电荷保持部24。即使在这样通过使用n型扩散区域242形成电荷保持部24的情况下，也能够获得与通过使用嵌入式沟道形成电荷保持部的情况相同的作用和效果。具体地，通过在p型阱层32的内部形成n型扩散区域242并在基板的表面侧形成p型层241，能够避免在Si-SiO2界面处产生的暗电流累积在电荷保持部24的n型扩散区域242中的情况；因此，该构造能够有助于提高图像质量。
通过将驱动信号TRY施加到栅电极221，第一传输栅极部22将由光电二极管21进行光电转换并累积于光电二极管21内部的电荷传输给电荷保持部24。此外，第一传输栅极部22起到用于阻止电荷从电荷保持部24回流到光电二极管21的栅极的作用。
在第二传输栅极部23中，栅电极221在将电荷从光电二极管21传输至电荷保持部24时起到栅极的作用，并且起到用于使电荷保持部24保持电荷的栅极的作用。栅电极221在将电荷从电荷保持部24传输至浮动扩散(FD)区域25时起到栅极的作用，并且起到用于使电荷保持部24保持电荷的栅极的作用。浮动扩散区域25是包括n型层的电荷-电压转换部。
在第二传输栅极部23中，通过向栅电极231和栅电极232分别施加驱动信号TX1和驱动信号TX2，对电荷保持部24进行调制。即，通过向栅电极231和栅电极232分别施加驱动信号TX1和驱动信号TX2，电荷保持部24的电位变深。由此，与不进行调制的情况相比，能够使电荷保持部24的饱和电荷量更大。
单位像素20还包括第三传输栅极部26。通过向栅电极261施加驱动信号TRG，第三传输栅极部26将累积于电荷保持部24中的电荷传输至浮动扩散区域25。浮动扩散区域25将通过第三传输栅极部26从电荷保持部24传输的电荷转换为电压。
单位像素20还包括复位晶体管27、放大晶体管28和选择晶体管29。注意，尽管图2示出了n沟道MOS晶体管用于复位晶体管27、放大晶体管28和选择晶体管29的示例，但是复位晶体管27、放大晶体管28和选择晶体管29的导电类型的组合不限于该示例的组合。
复位晶体管27连接在电源电压Vrst的节点与浮动扩散区域25之间，并且通过向栅电极施加驱动信号RST来复位浮动扩散区域25。对于放大晶体管28，漏电极连接到电源电压Vdd的节点，并且栅电极连接到浮动扩散区域25；放大晶体管28读取浮动扩散区域25的电压。
对于选择晶体管29，例如，漏电极连接到放大晶体管28的源电极，并且源电极连接到垂直信号线17；通过向栅电极施加驱动信号SEL，选择晶体管29选择要读出像素信号的单位像素20。注意，也可以采用如下构造：其中，选择晶体管29连接在电源电压Vdd的节点与放大晶体管28的漏电极之间。
在上述单位像素20的构造示例中，根据读取像素信号的方法，可以省略复位晶体管27、放大晶体管28和选择晶体管29的一个或多个。
此外，尽管在图2的单位像素20的构造示例中，在p型阱层32中形成n型嵌入式沟道，但是也可以采用相反的导电类型。在这种情况下，所有的电位关系都将颠倒。
此外，在图2所示的单位像素20中，还设置了用于防止模糊的溢流栅极部33。通过在曝光开始时向溢流栅极部33的栅电极331施加驱动信号OFG，溢流栅极部33将光电二极管21的电荷排出到n型层34。已经对n型层34施加了规定的电压Vdd。
根据具有上述单位像素20的本实施例的CMOS图像传感器10通过同时开始所有像素的曝光、同时结束所有像素的曝光、以及将累积于光电二极管21中的电荷传输至被光遮挡的电荷保持部24，实现了全局快门操作(全局曝光)。通过全局快门操作，能够实现基于所有像素一致的曝光时段的不失真的摄像。
[CMOS图像传感器的遮光结构]
根据上述构造的本实施例的CMOS图像传感器10具有遮光结构，该遮光结构用于抑制光入射到电荷保持部24上。在下文中，说明了CMOS图像传感器10的遮光结构的具体示例。
<<示例1>>
示例1是根据本实施例的CMOS图像传感器10的遮光结构的基本结构的示例。图3是示意性地示出根据示例1的遮光结构的基本结构的截面图。
如图3所示，CMOS图像传感器10具有如下构造：其中，从图的上侧开始按顺序层叠半导体基板51、绝缘膜层52、第一遮光膜53和布线层54。CMOS图像传感器10是背面照射式摄像元件，其中，从半导体基板51的与层叠有布线层54的正面侧相对的背面侧入射的光被吸收到光电二极管21中。
即，CMOS图像传感器10具有如下构造：其中，从靠近处于半导体基板51的入射光的第一面(背面)的相对侧的第二面(正面)的一侧开始按顺序在第二面上层叠绝缘膜层52、第一遮光膜53和布线层54。此外，CMOS图像传感器10具有如下构造：其中，第二遮光膜57形成在半导体基板51的入射面上，并隔着多层膜56形成在光电二极管21与电荷保持部24之间。多层膜56包括例如三层结构的膜，该三层结构的膜包括固定电荷膜、抗反射膜和绝缘膜。例如，绝缘膜包括诸如SiO2膜的氧化膜。
注意，尽管省略了图示，但是在半导体基板51的背面侧层叠有例如钝化膜、彩色滤光片、微透镜等。此外，例如，在布线层54的下方层叠有支撑基板。
以下，可以将半导体基板51的背面称为入射面。此外，半导体基板51的作为正面并与布线层54一起被设置在边界处的面被称为边界面。此外，光电二极管21的位于半导体基板51的入射面侧的面被称为光接收面，并且该光接收面相对侧的面被称为底面。此外，电荷保持部24的位于半导体基板51的入射面侧的面被称为上部面，并且该上部面相对侧的面被称为底面。
半导体基板51包括例如硅基板。光电二极管21和电荷保持部24形成在半导体基板51中。注意，图中左侧的光电二极管21和电荷保持部24布置在同一像素20中，并且右侧的光电二极管21和电荷保持部24布置在相邻的不同像素20中。
例如，绝缘膜层52包括第一绝缘膜52A、第二绝缘膜52B和第三绝缘膜52C三层(三层结构)绝缘膜。第一绝缘膜52A和第三绝缘膜52C例如分别包括诸如SiO2膜的氧化膜，第二绝缘膜52B例如包括诸如SiN膜的氮化膜。第一绝缘膜52A还用作栅电极55与半导体基板51之间的绝缘膜。注意，栅电极55例如对应于图2的第一传输栅极部22的栅电极221。
(关于第一遮光膜)
例如，第一遮光膜53包含诸如钨等具有遮光性的金属。第一遮光膜53设置在布线层54侧，以便至少覆盖电荷保持部24的形成区域，优选地覆盖光电二极管21和电荷保持部24的形成区域。设置第一遮光膜53是为了防止未被光电二极管21吸收但透过半导体基板51的光入射到布线层54上的情况。通过第一遮光膜53的作用，抑制了如下情况：透过半导体基板51的光入射到布线层54上，然后在布线层54处反射，最后入射到电荷保持部24上。
这里，透过半导体基板51的光有可能在与作为第一遮光膜53的主体部的平坦部53C的半导体基板51平行的面上反射，并将会入射到电荷保持部24上。因此，第一遮光膜53在与第二遮光膜57的形成位置对应的部分中具有从平坦部53C朝向半导体基板51侧突出的突出部。更具体地，第一遮光膜53在第二遮光膜57的与稍后所述的非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C中的至少一者(优选地，与稍后所述的非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C两者)的形成位置对应的部分中具有突出部53A和突出部53B。突出部53A和突出部53B通过使用诸如钨等具有遮光性的金属与第一遮光膜53的平坦部53C一体形成。
在比第二遮光膜57的非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C的形成位置的正下方更靠近光电二极管21侧的部分中，突出部53A和突出部53B沿着电荷保持部24的长度方向形成。即，在同一像素中，在比非贯穿遮光部57B的形成位置的正下方更靠近光电二极管21侧的部分中以从平坦部53C朝向半导体基板51侧突出的状态设置突出部53A。此外，在相邻的像素中，在比贯穿遮光部57C的形成位置的正下方更靠近光电二极管21侧的部分中以从平坦部53C朝向半导体基板51侧突出的状态设置突出部53B。
突出部53A和突出部53B具有防止在第一遮光膜53的平坦部53C的上面反射并入射到电荷保持部24上的作用。就阻止在第一遮光膜53的平坦部53C处反射的光入射到电荷保持部24上的情况而言，突出量，即突出部53A和突出部53B的高度优选尽可能高。相比之下，如果突出部53A和突出部53B的高度过高，则这可能是在突出部53A和突出部53B的处理期间诸如由于等离子体损伤的影响等引起的白斑等特性劣化的因素。
从这样的观点出发，如图3所示，突出部53A和突出部53B的高度位置优选设置在包括氮化膜(例如，SiN膜)的第二绝缘膜52B中，该第二绝缘膜52B作为三层结构的绝缘膜层52中的中间层。然而，尽管突出部53A和突出部53B的高度位置优选设置在第二绝缘膜52B(第二绝缘膜52B作为中间层)中，但是该高度位置不限于此，而是还可以设置在第一层的第一绝缘膜52A中或者可以设置在第三层的第三绝缘膜52C中。
(关于第二遮光膜)
例如，第二遮光膜57包含诸如钨等具有遮光性的金属。第二遮光膜57主要抑制从半导体基板51的入射面入射的光直接或间接入射到电荷保持部24上的情况。第二遮光膜57包括表面遮光部57A、非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C。
表面遮光部57A是第三遮光部，并且表面遮光部57A覆盖半导体基板51的入射面的区域，该区域不包括光电二极管21的光接收面的上方。即，表面遮光部57A覆盖半导体基板51的光接收面的区域，该区域不包括朝向光电二极管21的光入射的区域。
非贯穿遮光部57B是第一遮光部，并且非贯穿遮光部57B从半导体基板51的入射面延伸至部分穿过半导体基板51。此外，在该示例中，非贯穿遮光部57B被设置在同一像素20中的至少光电二极管21与电荷保持部24之间。
贯穿遮光部57C是第二遮光部，并且贯穿遮光部57C贯穿半导体基板51，并延伸至部分穿过绝缘膜层52，在本示例中，贯穿遮光部57C贯穿第一绝缘膜52A，并延伸至第二绝缘膜52B。即，贯穿遮光部57C比非贯穿遮光部57B延伸得更长。此外，在该示例中，贯穿遮光部57C设置在布置于彼此不同的像素20中的光电二极管21与电荷保持部24之间。即，贯穿遮光部57C至少设置在一个像素20的光电二极管21与彼此相邻的像素20的另一个像素20的电荷保持部24之间。
作为第一遮光部的非贯穿遮光部57B和作为第二遮光部的贯穿遮光部57C在与半导体基板51的入射面(第一面)平行的方向上经由作为第三遮光部的表面遮光部57A连结。此外，光电二极管21的侧面被非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C包围。
(关于绝缘膜层的绝缘膜的厚度)
这里，说明了绝缘膜层52的第一绝缘膜52A、第二绝缘膜52B和第三绝缘膜52C的厚度的示例。
将第一绝缘膜52A的厚度设定为例如大于或等于10nm。例如，这是用于加工和调节贯穿半导体基板51以形成贯穿遮光部57C的沟槽的深度所需的厚度。然而，第一绝缘膜52A还用作栅电极55与半导体基板51之间的绝缘膜；因此，不太期望将第一绝缘膜52A设置得太厚。因此，优选将第一绝缘膜52A的厚度设定在例如10nm至20nm的范围内。
将第二绝缘膜52B的厚度设定为例如大于或等于50nm。例如，这是用于调整形成于布线层54中的接触件的处理和用于贯穿半导体基板51以形成贯穿遮光部57C的沟槽的处理控制所需的厚度。例如，该厚度是用于形成接触件并到达半导体基板51的沟槽所需的厚度，从而防止半导体基板51由于处理接触件时引起的损害而受到损坏，并且该厚度是用于贯穿半导体基板51并形成贯穿遮光部57C以停止在第二绝缘膜52B中的沟槽所需的厚度。然而，从减小CMOS图像传感器10的厚度等的观点出发，不太期望将第二绝缘膜52B设置得太厚。因此，优选将第二绝缘膜52B的厚度设置在例如50nm至100nm的范围内。
将第三绝缘膜52C的厚度设定为例如大于或等于25nm。例如，这是在处理第一遮光膜53期间防止第三绝缘膜52C被损坏并且第二绝缘膜52B暴露出来的情况所需厚度。然而，从减小CMOS图像传感器10的厚度等的观点出发，不太期望将第三绝缘膜52C设置得太厚。因此，优选将第三绝缘膜52C的厚度设置在例如30nm至100nm的范围内。
图4是示意性地示出在箭头方向上看时沿图3的CMOS图像传感器10的线A-A截取的截面的平面布局的截面图。注意，在图4中，为了区分非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C，用沿斜右下方延伸并且间隔狭窄的斜线图案表示非贯穿遮光部57B，用沿斜左下方延伸并且间隔宽的斜线图案表示贯穿遮光部57C。
此外，用虚线表示第一传输栅极部22的栅电极221、第二传输栅极部23的栅电极231和232、第三传输栅极部26的栅电极261、以及溢流栅极部33的栅电极331的位置，上述栅电极形成在半导体基板51的界面侧。类似地，用虚线表示复位晶体管27的栅电极271、放大晶体管28的栅电极281、以及选择晶体管29的栅电极291的位置。此外，用虚线表示形成于布线层54中的接触件58_1至接触件58_23的位置。
注意，在下文中，在说明单位像素20中的部分之间的位置关系的情况下，在图4中使用左右方向(以下，通常简写为“X方向”)和上下方向(以下，通常简写为“Y方向”)给出说明。
此外，在图4中，在中央示出一个像素20，并且示出周围像素20的一部分。然后，用相同的附图标记标记像素20的对应部分。注意，在X方向上相邻的像素20中的部分的布置是左右对称的。此外，在Y方向上相邻的像素20中的部分的布置是相似的。
在图4中，用阴影图案表示第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B。如图4所示，第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B沿着电荷保持部24的长度方向(即，X方向)相互平行地形成。
在光电二极管21上，第一传输栅极部22的栅电极221、第二传输栅极部23的栅电极231和232、以及第三传输栅极部26的栅电极261被布置成在X方向上从图的左边到右边对齐。接触件58_1和接触件58_2基本上布置在栅电极221的中央，并在左右方向上对齐。接触件58_3和接触件58_4几乎布置在栅电极231的中央，并在左右方向上对齐。接触件58_5和接触件58_6几乎布置在栅电极232的中央，并在左右方向上对齐。接触件58_1至接触件58_6在X方向上呈直线对齐。接触件58_7和接触件58_8以在Y方向上对齐的方式布置在栅电极261的右端。
此外，电荷保持部24以几乎与栅电极221、栅电极231和栅电极232重叠的方式设置。
复位晶体管27的栅电极271、放大晶体管28的栅电极281和选择晶体管29的栅电极291布置在光电二极管21的右侧，并在上下方向上对齐。接触件58_9设置在栅电极271的图的上侧。接触件58_10设置在栅电极271的下端。接触件58_11设置在栅电极271与栅电极281之间。接触件58_12和接触件58_13基本上布置在栅电极281的中央，并在上下方向上对齐。接触件58_9至接触件58_13在Y方向上呈直线对齐。
接触件58_14和接触件58_15布置在栅电极281与栅电极291之间，并在左右方向上对齐。接触件58_16和接触件58_17几乎布置在栅电极291的中央，并在左右方向上对齐。接触件58_18和接触件58_19布置在栅电极291的图的下侧，并在左右方向上对齐。接触件58_14、接触件58_16和接触件58_18在Y方向上呈直线对齐。接触件58_15、接触件58_17和接触件58_19在Y方向上呈直线对齐。
溢流栅极部33的栅电极331设置在光电二极管21的左侧。接触件58_20和接触件58_21布置在栅电极331中的上侧，并在上下方向上对齐。接触件58_22设置在栅电极331的下端的凹陷部分中。接触件58_23设置在栅电极331的图的下侧。接触件58_20至接触件58_23在Y方向上呈直线对齐。
光电二极管21的周围(侧面)被非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C包围。非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C在与半导体基板51的入射面平行的方向上无间断地连结，并且无间断地包围光电二极管21的周围(侧面)。此外，非贯穿遮光部57B在左右方向上相邻的像素20之间无间断地连续。
在包围光电二极管21的遮光部分中，在与上述光电二极管21的像素相同的像素20中的光电二极管21与栅电极231和栅电极232之间设置贯穿遮光部57C。此外，在上下方向上相邻的像素20的光电二极管21与电荷保持部24之间设置贯穿遮光部57C。
非贯穿遮光部57B设置在另一部分中。具体地，非贯穿遮光部57B设置在在左右方向上相邻的光电二极管21与像素20之间。这是为了形成晶体管(27至29)的栅电极和接触件。此外，非贯穿遮光部57B设置在同一像素中的光电二极管21与第一传输栅极部22的栅电极221之间。这是为了确保电荷从光电二极管21流向电荷保持部24所经由的路径。此外，非贯穿遮光部57B设置在在X方向上延伸的第二遮光膜57与在Y方向上延伸的第二遮光膜57之间的连结部分(第二遮光膜57交叉的部分)中。这是因为，如果在该部分中形成了贯穿遮光部57C，则担心由于微负载现象而将加速蚀刻，并且担心贯穿遮光部57C会到达布线层54。
注意，对于稍后所述的原因，与贯穿遮光部57C的半导体基板51的入射面平行的方向上的宽度比与非贯穿遮光部57B的半导体基板51的入射面平行的方向上的宽度宽。
图5是示意性地示出在像素的布置方向上与图4的截面图相同的位置中图3所示的CMOS图像传感器10的半导体基板51的入射面的平面布局的图。注意，图中斜线所示的部分表示放置表面遮光部57A的区域。此外，在图5中，用虚线表示非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C的位置。
如图5所示，表面遮光部57A覆盖半导体基板51的入射面中的除了光电二极管21的光接收面之外的区域。
图6是示意性地示出在像素的布置方向上与图4的截面图相同的位置中从箭头方向看时沿着图3的CMOS图像传感器10的线B-B截取的截面的平面布局的截面图。注意，图中斜线所示的部分表示放置第一遮光膜53的区域。
在图6中，用虚线表示光电二极管21、第一传输栅极部22的栅电极221、第二传输栅极部23的栅电极231和232、电荷保持部24、以及第三传输栅极部26的栅电极261的位置。类似地，用虚线表示复位晶体管27的栅电极271、放大晶体管28的栅电极281、以及选择晶体管29的栅电极291的位置。
第一遮光膜53设置在除了半导体基板51的边界面的有源区域和布置有接触件58_1至接触件58_23的区域之外的区域中。因此，光电二极管21的整个底面被第一遮光膜53覆盖。此外，除了半导体基板51的边界面的有源区域和布置有接触件58_1至接触件58_6的区域之外，电荷保持部24的底面几乎被第一遮光膜53覆盖。
如上所述，在根据示例1的具有遮光结构的CMOS图像传感器10中，半导体基板51的入射面的除了朝向光电二极管21的光入射的区域以外的区域被表面遮光部57A覆盖。因此，入射到半导体基板51的入射面上的光几乎不入射到除了光电二极管21的光接收面以外的区域。此外，利用包围光电二极管21的侧面的非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C，抑制了透过光电二极管21的光入射到电荷保持部24上的情况。
此外，通过将贯穿遮光部57C设置成贯穿半导体基板51，能够将遮光区域设置得较大，因此，能够更可靠地抑制光入射到电荷保持部24上。此外，利用第一遮光膜53，防止了透过光电二极管21的光入射到布线层54上的情况，因此，防止了来自布线层54的布线的反射光入射到电荷保持部24上的情况。由此，抑制了由于光入射到电荷保持部24上的情况而引起的光学噪声的产生；例如，能够抑制全局快门的漏光噪声。
此外，通过对贯穿遮光部57C施加负偏压，加强了定位，并且抑制了暗电流的产生。然后，通过抑制暗电流的产生，能够使半导体基板51的p型阱层53具有低浓度。由此，能够增加半导体基板51的表面电荷密度Qs和电荷保持部24的容量，因此能够改善像素特性。
特别地，在根据示例1的遮光结构中，第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B以突出到绝缘膜层52中的状态设置在比与第二遮光膜57的形成位置对应的部分更靠近光电二极管21侧的部分中，更具体地，设置在比非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C的形成位置的正下方更靠近光电二极管21侧的部分中。
利用示例1的这种遮光结构，突出部53A和突出部53B防止了未被光电二极管21吸收但透过半导体基板51并且在第一遮光膜53的平坦部53C的上面反射的光入射到电荷保持部24上的情况，如图7所示。从而，抑制了由在第一遮光膜53的平面部分处反射的光入射到电荷保持部24上的情况而引起的光学噪声的产生，因此能够更加可靠地改善漏光噪声。
图8示出了在突出部53A和突出部53B设置在第一遮光膜53中的遮光结构的情况下和在未设置有突出部53A和突出部53B的遮光结构的情况下关于漏光噪声的模拟结果。该模拟结果是例如在单位像素20的尺寸为3.875μm×3.875μm的CMOS图像传感器中光源的光是红光的情况下的示例。图8示出了拜尔排列中的R(红色)、Gr(红色的行中的绿色)、Gb(蓝色的行中的绿色)和B(蓝色)的每个像素的漏光噪声。
在图8中，右侧的斜右下方的斜线图案表示在第一遮光膜53中设置突出部53A和突出部53B的遮光结构的情况下的漏光噪声，左侧的斜左下方的斜线图案表示在未在第一遮光膜53中设置突出部53A和突出部53B的遮光结构的情况下的漏光噪声。从该模拟结果可以看出，通过采用在第一遮光膜53中设置突出部53A和突出部53B的遮光结构，成功地改善了漏光噪声。
<<示例2>>
示例2是根据示例1的具有遮光结构的CMOS图像传感器10的制造方法的示例。
图9、图10、图11、图12、图13和图14是用于说明根据示例2的CMOS图像传感器10的制造方法的步骤图，即，是用于说明根据示例1的具有遮光结构的CMOS图像传感器10的制造方法的步骤图。在图9、图10、图11、图12、图13和图14中，为了更方便看图，省略了光电二极管21、电荷保持部24、布线层54和栅电极55的图示。
首先，在半导体基板51的正面(边界面)侧，例如，与图2的第一传输栅极部22的栅电极221对应的栅电极55(见图3)的形成之前的步骤与普通CMOS图像传感器的处理相同。接下来，在半导体基板51的边界面上形成作为膜的绝缘膜层52，即形成第一绝缘膜52A、第二绝缘膜52B和第三绝缘膜52C。
接下来，在步骤1中，在第三绝缘膜52C上进行光致抗蚀剂61的图案化，并且分别与将形成第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B的位置一致地形成开口61A和开口61B。
接下来，在步骤2中，经由光致抗蚀剂61的开口61A和开口61B对第三绝缘膜52C、第二绝缘膜52B和第一绝缘膜52A进行处理，并且与将形成第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B的位置一致地形成沟槽62A和沟槽62B。在这种情况下，沟槽62A和沟槽62B形成为部分穿过第二绝缘膜52B，使得底面不到达半导体基板51。之后，去除光致抗蚀剂61。
接下来，在步骤3中，在第三绝缘膜52C上形成作为膜的第一遮光膜53。例如，第一遮光膜53能够通过使用诸如钨等具有遮光性的金属来形成。在第一遮光膜53的膜形成期间，在沟槽62A和沟槽62B中形成第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B。
尽管省略了图示，但是在第一遮光膜53的膜形成之后形成了层间绝缘膜、接触件和布线，从而形成布线层54(见图3)。之后，将布线层54和未示出的支撑基板粘贴在一起。
然后，对半导体基板51的背面(入射面)侧进行处理。具体地，在步骤4中，在半导体基板51的入射面上形成包括硬掩模63的图案。硬掩模63包括例如SiO2膜。
接下来，在步骤5中，在硬掩模63的表面上形成包括光致抗蚀剂64的图案。具体地，对硬掩模63的表面施加光致抗蚀剂64。接下来，进行光致抗蚀剂64的图案化，并且分别与将形成非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C的位置一致地形成开口64A和开口64B。
接下来，在步骤6中，利用光致抗蚀剂64的开口64A和开口64B对硬掩模63进行处理，并且与将形成非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C的位置一致地形成沟槽65和沟槽66。之后，去除光致抗蚀剂64。
接下来，在步骤7中，在硬掩模63的表面上形成包括光致抗蚀剂67的图案以填充沟槽65。光致抗蚀剂67防止了在下一步骤8中通过沟槽65对半导体基板51进行处理的情况。
接下来，在步骤8中，对半导体基板51进行处理，并且将沟槽66向下挖至部分穿过半导体基板51。注意，在下一步骤9中，根据半导体基板51的处理时间来调整沟槽66的深度。
接下来，在步骤9中，去除光致抗蚀剂67。然后，对半导体基板51进行处理，并且同时挖掘沟槽65和沟槽66。在这种情况下，在沟槽66贯穿半导体基板51并到达第一绝缘膜52A之前，一直进行上述处理。由此，将沟槽65向下挖至部分穿过半导体基板51。这里，经过了第二轮处理的沟槽66的在与半导体基板51的入射面平行的方向上的宽度比经过了第一轮处理的沟槽65的宽度要宽。
接下来，在步骤10中，通过使用化学干蚀刻(CDE：chemical dry etching)进行各向同性蚀刻，消除了由于对沟槽65和沟槽66的侧壁进行处理而造成的损伤，并且优化了沟槽65和沟槽66的形状。在这种情况下，通过各向同性蚀刻去除了沟槽66底部的第一绝缘膜52A，并且如图中的圆圈包围的部分所示，沟槽66到达第二绝缘膜52B。注意，保持沟槽66的宽度比沟槽65的宽度宽。因此，在沟槽66中形成的贯穿遮光部57C的宽度将比在沟槽65中形成的非贯穿遮光部57B的宽度宽。
接下来，在步骤11中，用包括光致抗蚀剂67的图案涂覆硬掩模63的表面、沟槽65的内部和沟槽66的内部。光致抗蚀剂67防止了在下一步骤12和13中由于用于去除硬掩模63的化学液体导致的挖出沟槽66的情况。
接下来，在步骤12中，进行回蚀，以去除硬掩模63表面上的光致抗蚀剂67，并去除硬掩模63的表面的一部分。注意，沟槽65和沟槽66中的光致抗蚀剂67保持原样。
接下来，在步骤13中，使用缓冲氢氟酸(BHF：buffered hydrofluoric acid)进行湿蚀刻。通过湿蚀刻去除硬掩模63。
接下来，在步骤14中，使用硫酸和过氧化氢溶液进行SH处理，以去除沟槽65和沟槽66中的光致抗蚀剂67。在这种情况下，通过在步骤10中将沟槽66的深度停止在第二绝缘膜52B中，防止了第一遮光膜53被溶解的情况。
接下来，在步骤15中，多层膜56以覆盖半导体基板51的入射面、以及沟槽65和沟槽66的内壁和底面的方式形成。例如，多层膜56包括三层结构的膜，其中，从靠近半导体基板51的一侧开始依次层叠有固定电荷膜、抗反射膜和绝缘膜。之后，进行退火处理。
接下来，在步骤16中，包括Ti或TiN等的膜的阻挡膜(未示出)以覆盖多层膜56的表面、以及沟槽65和沟槽66的内壁和底面的方式形成。然后，第二遮光膜57形成为埋入半导体基板51的沟槽65和沟槽66中，并覆盖半导体基板51的入射面。在这种情况下，在半导体基板51的入射面上进行表面遮光部57A的图案化，使得光电二极管21的光接收面暴露出来。
之后，尽管省略了图示，但是在半导体基板51的入射面上形成了钝化膜，然后形成了彩色滤光片、透镜、垫等。
能够通过上述根据示例2的CMOS图像传感器10的制造方法制造根据示例1的具有遮光结构的背面照射式CMOS图像传感器10，所述CMOS图像传感器10能够抑制光入射到电荷保持部24上。
注意，上述专利文献1没有公开形成遮光膜的具体方法。因此，专利文献1中说明的技术存在如下问题：例如，用于形成遮光膜的沟槽将被挖得过深，遮光膜将突出到布线层，并且在形成遮光膜期间将出现形状等问题，以及在半导体基板的正面侧会发生接触；因此，将导致诸如白点等图像质量的恶化。
<<示例3>>
示例3是根据示例1的遮光结构的变形例。图15示意性地示出了根据示例3的具有遮光结构的CMOS图像传感器10的截面图。
根据示例1的遮光结构具有如下结构：其中，在比第二遮光膜57的非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C的形成位置的正下方更靠近光电二极管21侧的部分中设置第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B。相比之下，根据示例3的遮光结构具有如下结构：其中，如图15所示，在第二遮光膜57的非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C的形成位置的正下方的部分中设置第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B。
同样在上述根据示例3的遮光结构的情况下，对于第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B，能够获得与根据示例1的遮光结构的情况下相同的作用和效果。即，突出部53A和突出部53B防止了未被光电二极管21吸收但透过了半导体基板51并在第一遮光膜53的平坦部53C的上面反射的光入射到电荷保持部24上的情况。从而，抑制了由在第一遮光膜53的平面部分处反射的光入射到电荷保持部24上的情况引起的光学噪声的发生，因此能够更加可靠地改善漏光噪声。
注意，尽管根据示例3的遮光结构具有在非贯穿遮光部57B和贯穿遮光部57C的形成位置的正下方的部分中类似地设置突出部53A和突出部53B的结构，但是采用在非贯穿遮光部57B或贯穿遮光部57C的形成位置的正下方的部分中设置突出部53A或突出部53B的结构也是可以的。
<<示例4>>
示例4是根据示例1的遮光结构的变形例。图16示意性地示出了根据示例4的具有遮光结构的CMOS图像传感器10的截面图。
根据示例1的遮光结构具有如下结构：其中，第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B以突出到绝缘膜层52中的状态设置。相比之下，根据示例4的遮光结构具有如下结构：其中，如图16所示，突出部53A和突出部53B以经由绝缘膜层52突出到半导体基板51中的状态设置。在这种情况下，由于突出部53A和突出部53B包含诸如钨等具有遮光性的金属，因此，在突出部53A和突出部53B与半导体基板51之间插入绝缘膜层52。
在根据示例1的遮光结构的情况下，作为示例，使突出部53A和突出部53B以下面的方式埋入半导体基板51中。即，在对半导体基板51进行图案化和进行处理之后，与将形成第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B的位置一致地形成在与图纸垂直的方向上延伸的沟槽21A和沟槽21B。之后，第一绝缘膜52A形成为厚度在例如10nm至20nm的范围内的膜。在这种情况下，第一绝缘膜52A埋入沟槽21A和沟槽21B中。之后，第二绝缘膜52B形成为厚度在例如50nm至100nm的范围内的膜，以及第三绝缘膜52C形成为厚度在例如30nm至100nm的范围内的膜。之后，进行图案化和处理；由此，使包含具有遮光性的金属(例如，钨)的突出部53A和突出部53B埋入半导体基板51的沟槽21A和沟槽21B中。
通过这样设置第一遮光膜53的突出部53A和突出部53B，使其突出到半导体基板51中，与根据示例1的突出部以突出到绝缘膜层52中的状态设置着的遮光结构的情况相比，能够把突出部53A和突出部53B的高度设得更高。因此，利用突出部53A和突出部53B，能够更可靠地防止未被光电二极管21吸收但透过了半导体基板51并且在第一遮光膜53的平坦部53C的上面反射的光入射到电荷保持部24上的情况。
<<示例5>>
示例5是根据示例1的遮光结构的变形例。图17示意性地示出了根据示例5的具有遮光结构的CMOS图像传感器10的截面图。
根据示例1的遮光结构具有如下结构：其中，第一遮光膜53以覆盖光电二极管21和电荷保持部24的形成区域的方式设置。相比之下，根据示例5的遮光结构具有如下结构：其中，第一遮光膜53以大体覆盖电荷保持部24的形成区域而避开光电二极管21的形成区域的一部分的方式设置。
在这样形成第一遮光膜53而避开光电二极管21的形成区域的一部分的遮光结构的情况下，尽管未被光电二极管21吸收但透过了半导体基板51的光不在第一遮光膜53处反射，但是这种光可以在布线层54的布线54A处反射。在这点上，在根据示例5的遮光结构中，利用第一遮光膜53的平坦部53C的侧面、突出部53A和突出部53B，防止了在布线54A处反射的光入射到电荷保持部24上的情况。从而，抑制了由在布线54A处反射的光入射到电荷保持部24上的情况引起的光学噪声的产生，因此，能够更可靠地改善漏光噪声。
<<示例6>>
示例6是示例4和示例5组合的示例。图18示意性地示出了根据示例6的具有遮光结构的CMOS图像传感器10的截面图。
根据示例6的遮光结构具有将根据示例4的遮光结构和根据示例5的遮光结构组合在一起的遮光结构。即，它是如下结构：其中，突出部53A和突出部53B以经由绝缘膜层52突出到半导体基板51中的状态设置，并且第一遮光膜53以大体覆盖电荷保持部24的形成区域而避开光电二极管21的形成区域的一部分的方式设置。
通过根据示例6的遮光结构，与根据示例5的突出部以突出到绝缘膜层52中的状态设置的遮光结构的情况相比，能够把突出部53A和突出部53B的高度设得更高。因此，能够更可靠地防止在布线54A处反射的光入射到电荷保持部24上的情况。
<<示例7>>
示例7是示例1的变形例，并且是根据示例1的遮光结构中的第一遮光膜53的突出部的其它图案示例。根据示例1的遮光结构中的第一遮光膜53的突出部是包括沿着电荷保持部24的长度方向平行形成的两个突出部53A和53B(见图4)的图案。
图19A、图19B、图20A、图20B、图21和图22示出了根据示例7的第一遮光膜53的突出部的图案示例1至图案示例6。图案示例1至图案示例6不仅能够应用于根据示例1的遮光结构，而且还能够类似地应用于根据示例3至示例6的遮光结构。
(图案示例1)
图19A是示出根据示例7的第一遮光膜53的突出部的图案示例1的平面图案。在图案示例1中，第一遮光膜53的突出部包括一个沿着电荷保持部24的长度方向形成的突出部53A。在该图案示例1的情况下，利用突出部53A，能够防止未被光电二极管21吸收但透过了半导体基板51并在第一遮光膜53的平坦部53C的上面反射的光入射到电荷保持部24上的情况(见图7)。
(图案示例2)
图19B是示出根据示例7的第一遮光膜53的突出部的图案示例2的平面图案。在图案示例2中，除了根据示例1的遮光结构中的两个突出部53A和53B之外，例如，在突出部53A与突出部53B之间还有两个突出部53C和53D；即，总共有四个突出部53A、53B、53C和53D。在该图案示例2的情况下，通过在两个突出部53A与53B之间添加两个突出部53C和53D，能够更可靠地防止在第一遮光膜53的平面部分处反射的光入射到电荷保持部24上的情况。注意，尽管在本示例中，在两个突出部53A与53B之间添加两个突出部，但是上述构造并不限于此，而且添加的突出部数量是任意的。
(图案示例3)
图20A是示出根据示例7的第一遮光膜53的突出部的图案示例3的平面图案。在图案示例3中，第一遮光膜53的突出部包括在光电二极管21的形成区域中形成为矩形环状的突出部53E。在该图案示例3的情况下，利用突出部53E，能够可靠地防止在第一遮光膜53的平坦部53C的上面反射的来自所有方向的光入射到电荷保持部24上的情况。
(图案示例4)
图20B是示出根据示例7的第一遮光膜53的突出部的图案示例4的平面图案。在图案示例4中，挖入与光电二极管21的形成区域对应的区域的内部，并且在挖出的区域中整体形成有突出部53F。因此，利用包括突出部53F的图案，也能够防止在第一遮光膜53的平坦部53C的上面反射的光入射到电荷保持部24上的情况，所述突出部53F在与光电二极管21的形成区域对应的被挖入的区域中整体形成。
(图案示例5)
图21是示出根据示例7的第一遮光膜53的突出部的图案示例5的平面图案。图案示例5包括在与光电二极管21的形成区域对应的区域中形成的一组大量的虚线突出部53G。因此，利用包括一组大量的虚线突出部53G的图案，也能够防止在第一遮光膜53的平坦部53C的上面反射的光入射到电荷保持部24上的情况，上述一组大量的虚线突出部53G形成在光电二极管21的形成区域中。
(图案示例6)
图22是示出根据示例7的第一遮光膜53的突出部的图案示例6的平面图案。图案示例6是根据示例1的遮光结构中的两个突出部53A和53B的变形例；图3中更靠近传输栅极55的一侧的突出部53A以延长到另一个像素的方式形成。因此，利用突出部53A，也能够防止在第一遮光膜53的平坦部53C的上面反射的光入射到电荷保持部24上的情况，所述突出部53A以延长到另一个像素的方式形成。
<第二实施例>
现在，将使用图23说明根据本公开的第二实施例的遮光结构。图23是示意性地示出根据第二实施例的具有遮光结构的CMOS图像传感器的截面图。
根据第二实施例的具有遮光结构的CMOS图像传感器10具有如下结构：其中，在半导体基板51中形成光电二极管21和电荷保持部24，并且从靠近正面的一侧开始依次在半导体基板51的正面(第二面)上层叠绝缘膜层52、第一遮光膜53和布线层54。
此外，在CMOS图像传感器10中，在半导体基板51的入射面(背面)侧，将与电荷保持部24的形成区域对应的区域挖至电荷保持部24附近的深度。然后，第二遮光膜57经由多层膜56形成在挖出部分的底部，并且例如还埋入了氧化膜59(例如，SiO2膜)。例如，多层膜56包括三层结构的膜，该三层结构的膜包括固定电荷膜、抗反射膜和绝缘膜。例如，绝缘膜包括诸如SiO2膜等氧化膜。
注意，尽管省略了图示，但是，例如在半导体基板51的背面侧层叠有钝化膜、彩色滤光片、微透镜等。此外，例如，在布线层54的下方层叠有支撑基板。
(关于第一遮光膜)
在根据上述构造的第二实施例的遮光结构中，与根据第一实施例的遮光结构的情况一样，第一遮光膜53具有突出到绝缘膜层52中的突出部53A和突出部53B。在第一遮光膜53中，通过使用诸如钨等具有遮光性的金属，突出部53A和突出部53B与第一遮光膜53的平坦部(主体部)53C一体形成。注意，例如，与第一实施例的示例4的情况一样，突出部53A可以具有以突出到半导体基板51的状态设置的结构。
(关于第二遮光膜)
例如，第二遮光膜57包含诸如钨等具有遮光性的金属。第二遮光膜57主要抑制了从半导体基板51的入射面入射的光直接或间接入射到电荷保持部24上的情况。第二遮光膜57包括表面遮光部57A和侧面遮光部57C。
将半导体基板51的入射面(第一面)的与电荷保持部24的形成区域对应的区域挖至电荷保持部24附近的深度，并且在挖出部分的底部设置表面遮光部57A。即，在半导体基板51的入射面侧，表面遮光部57A覆盖与电荷保持部24的形成区域对应的区域。
在电荷保持部24与相邻像素的光电二极管21之间设置了侧面遮光部57D，该侧面遮光部57D沿着电荷保持部24的侧面从表面遮光部57A延伸至绝缘膜层52。即，侧面遮光部57D覆盖了电荷保持部24与相邻像素的光电二极管21之间的电荷保持部24的侧面。
根据上述构造的第二实施例的遮光结构具有如下结构：其中，第二遮光膜57的表面遮光部57A设置在比半导体基板51的入射面更深的位置，所述第二遮光膜57的表面遮光部57A覆盖了与电荷保持部24的形成区域对应的区域。由此，能够抑制光入射到电荷保持部24上，并且能够使入射光更有效地进入光电二极管21。另外，侧面遮光部57D以覆盖电荷保持部24的侧面的状态设置，因此，与侧面遮光部57D不存在的情况相比，能够提高对电荷保持部24的遮光效果。
此外，这是在第一遮光膜53中设有在半导体基板51侧突出的突出部53A和突出部53B的结构。由此，通过第一遮光膜53的平坦部(主体部)53C的侧面、突出部53A和突出部53B，防止了未被光电二极管21吸收但透过了半导体基板51并在布线54A处反射的光入射到电荷保持部24上的情况。结果，抑制了由在布线54A处反射的光入射到电荷保持部24上的情况引起的光学噪声的产生，因此能够更可靠地改善漏光噪声。
<变形例>
尽管在上述第一和第二实施例中给出了包括三个绝缘膜的三层结构作为绝缘膜层52的示例，但是除了三层结构之外，也可以是一层结构或多层结构。例如，绝缘膜层52可以具有第一绝缘膜52A的一层结构。然而，在这种情况下，必须加厚第一绝缘膜52A。此外，在设置的第二绝缘膜52B与第一绝缘膜52A的成分不同的情况下，例如通过控制示例2的步骤10中的蚀刻选择比率，能够使沟槽66更容易地停止在绝缘膜层52中。
此外，例如，绝缘膜层52可以具有第一绝缘膜52A和第二绝缘膜52B的两层结构。然而，在设置有第三绝缘膜52C的情况下，能够抑制在处理第一遮光膜53期间绝缘膜层52与第一遮光膜53之间的剥离以及第二绝缘膜52B的腐蚀。此外，例如，第二绝缘膜52B可以包括诸如SiON膜等氮氧化物膜。
此外，根据本公开的技术能够应用于包括电荷保持部24的所有背面照射式固态摄像元件。因此，图1的CMOS图像传感器10的构造和图2的单位像素20的构造仅是这些结构的示例，并且可以适当地改变上述结构。此外，例如，每个半导体区的导电类型可以相反。在这种情况下，施加的偏压的正负相反。
<应用例>
如图25所示，在一个示例中，根据上述第一和第二实施例的CMOS图像传感器10能够用于感测诸如可见光、红外光、紫外光和X射线等光的各种设备。下面列出了各种设备的具体实例。
-用于拍摄欣赏用的图像的设备，例如，数码相机和具有相机功能的便携式设备
-用于交通的设备，例如为了包括自动停止和识别驾驶员状态的安全驾驶，用于拍摄车辆的前方、后方、周围、或内部等的图像的车载传感器；用于监控行驶中的车辆和道路的监控摄像机；以及用于测量车辆之间的距离的测距传感器
-用于诸如TV、冰箱和空调等家用电器的设备，用于拍摄使用者手势的图像，并根据该手势进行设备操作
-用于医疗保健的设备，例如内窥镜和通过接收红外光进行血管造影的仪器
-用于安保的设备，例如安全监控摄像机和个人认证摄像机
-用于美容的设备，例如用于拍摄皮肤的图像的皮肤测量仪器和用于拍摄头皮的图像的显微镜
-用于运动的设备，例如，运动相机和用于运动应用的可穿戴式相机
-用于农业的设备，例如用于监控农场或农作物的状况的相机
<根据本公开的技术的应用例>
根据本公开的技术适用于各种产品。现在给出更具体的应用例的说明。
[本公开的电子设备]
现在，给出将本公开应用于包括摄像装置的电子设备的情况的说明，所述电子设备例如是：数码相机或摄影机；设有摄像功能的便携式终端设备，例如手机；或者使用固态图像传感器作为图像读取单元的复印机。
(摄像装置)
图24是示出作为本公开的电子设备的示例的摄像装置的构造的框图。如图24所示，根据该示例的摄像装置100具有：包括透镜组等的摄像光学系统101、摄像单元102、DSP电路103、帧存储器104、显示装置105、记录装置106、操作系统107和电源系统108等。另外，DSP电路103、帧存储器104、显示装置105、记录装置106、操作系统107和电源系统108经由总线109彼此连接。
摄像光学系统101获取来自被摄体的入射光(图像光)，并在摄像单元102的成像面上形成图像。摄像单元102针对每个像素将由光学系统101在成像面上形成的入射光的光量转换为电信号，并将该电信号作为像素信号输出。DSP电路103执行典型的相机信号处理，例如白平衡处理、去马赛克处理和伽马校正处理等。
帧存储器104用于在DSP电路103中的信号处理过程中适当地存储数据。显示装置105包括诸如液晶显示装置或有机电致发光(EL：electroluminescence)显示装置等配备面板的显示装置，并且显示装置105显示出由摄像单元102拍摄的运动图像或静止图像。记录装置106将由摄像单元102拍摄的运动图像或静止图像记录在诸如便携式半导体存储器、光盘或硬盘驱动器(HDD：hard disk drive)等记录介质上。
操作系统107响应于用户的操作对根据该示例的摄像装置100的各种功能发出操作命令。电源系统108将用作DSP电路103、帧存储器104、显示装置105、记录装置106和操作系统107的操作电源的各种电源适当地提供给这些供电目标。
在上述构造的摄像装置100中，应用了根据本公开的技术的上述CMOS图像传感器10能够用作摄像单元102。通过应用了根据本公开的技术的CMOS图像传感器10，在具有电荷保持部的背面照射型中，能够抑制光入射到电荷保持部上，因此能够获得具有很少噪声的高图像质量的拍摄图像。
[移动体的应用例]
根据本公开的技术能够应用于各种产品。例如，根据本公开的技术被实现为安装在下列任何类型的移动体上的装置，所述移动体例如是：汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、船舶、机器人、建筑机械和农业机械(拖拉机)。
图26是示出作为能够应用根据本公开的实施例的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统7000的示意性构造的示例的框图。车辆控制系统7000包括通过通信网络7010彼此连接的多个电子控制单元。在图26所示的示例中，车辆控制系统7000包括：驱动系统控制单元7100、车身系统控制单元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、以及集成控制单元7600。例如，彼此连接多个控制单元的通信网络7010可以是符合任意标准的车载通信网络，例如控制器局域网(CAN：controller areanetwork)、本地互联网络(LIN：local interconnect network)、局域网(LAN：local areanetwork)、FlexRay(注册商标)等。
每个控制单元包括：微型计算机，其根据各种程序执行算术处理；存储部，其存储由微型计算机执行的程序、或用于各种操作的参数等；以及驱动电路，其驱动各种控制对象设备。每个控制单元还包括：网络(I/F，用于经由通信网络7010与其他控制单元进行通信)；以及通信I/F，其用于通过有线通信或无线通信与车辆内外的设备、传感器等进行通信。图26所示的集成控制单元7600的功能构造包括：微型计算机7610、通用通信I/F 7620、专用通信I/F 7630、定位部7640、信标接收部7650、车载设备I/F 7660、声音/图像输出部7670、车载网络I/F 7680和存储部7690。类似地，其他控制单元包括微型计算机、通信I/F和存储部等。
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设备的操作。例如，驱动系统控制单元7100起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备是：驱动力产生设备，其用于产生车辆的驱动力，诸如内燃机或驱动电机等；用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构；用于调节车辆的转向角的转向机构；以及用于产生车辆的制动力的制动设备等。驱动系统控制单元7100可以具有作为防抱死制动系统(ABS：antilock brakesystem)或电子稳定性控制(ESC：electronic stability control)等的控制装置的功能。
驱动系统控制单元7100与车辆状态检测部7110连接。例如，车辆状态检测部7110包括以下设备中的至少一者：陀螺仪传感器，其检测车身的轴向旋转的角速度；加速度传感器，其检测车辆的加速度；或者这样的传感器，其用于检测加速踏板的操作量、制动踏板的操作量、转向轮的转向角、以及发动机速度或车轮的旋转速度等。驱动系统控制单元7100使用从车辆状态检测部7110输入的信号进行算术处理，并控制内燃机、驱动电机、电动助力转向装置和制动装置等。
车身系统控制单元7200根据各种程序来控制安装在车体上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元7200起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备是：无钥匙进入系统；智能钥匙系统；电动车窗装置；或诸如前灯、倒车灯、刹车灯、转向信号灯或雾灯等各种灯。在这种情况下，能够将从代替钥匙的移动设备发送的无线电波或各种开关的信号输入到车身系统控制单元7200。车身系统控制单元7200接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、或灯等。
电池控制单元7300根据各种程序来控制二次电池7310，该二次电池7310是驱动电机的电源。例如，从包括二次电池7310的电池装置向电池控制单元7300提供关于电池温度、电池输出电压、电池中剩余的电荷量等信息。电池控制单元7300使用这些信号进行算术处理，并且进行用于调节二次电池7310的温度的控制，或者控制设置在电池装置等上的冷却装置。
车外信息检测单元7400检测包括车辆控制系统7000的车辆外部有关的信息。例如，车外信息检测单元7400与摄像部7410或车外信息检测部7420中的至少一者连接。摄像部7410包括飞行时间(ToF：time-of-flight)相机、立体声相机、单眼相机、红外相机或其他相机中的至少一者。例如，车外信息检测部7420包括环境传感器或周边信息检测传感器中的至少一者，所述环境传感器用于检测当前的大气状况或天气状况，所述周边信息检测传感器用于检测包括车辆控制系统7000的车辆周围的其他车辆、障碍物或行人等。
例如，环境传感器可以是检测雨的雨滴传感器、检测雾的雾传感器、检测日照程度的日照传感器、或检测降雪的雪传感器中的至少一者。周边信息检测传感器可以是超声传感器、雷达设备、或光检测和测距、激光成像检测和测距(LIDAR)装置中的至少一者。摄像部7410和车外信息检测部7420分别可以被设置为独立的传感器或设备，或者可以被设置为集成有多个传感器或设备的装置。
这里，图27示出了摄像部7410和车外信息检测部7420的安装位置的示例。摄像部7910、7912、7914、7916和7918例如被设置于以下位置中的至少一者：所述位置是车辆7900的前鼻、后视镜、后保险杠和后门以及车内的挡风玻璃的上部。设置于前鼻的摄像部7910和设置于车内的挡风玻璃的上部的摄像部7918主要获取车辆7900前方的图像。设置于后视镜的摄像部7912和7914主要获取车辆7900侧面的图像。设置于后保险杠或后门的摄像部7916主要获取车辆7900后方的图像。设置于车内的挡风玻璃的上部的摄像部7918主要用于检测前车、行人、障碍物、信号、交通指示牌、或车道等。
顺便提及，图27示出了各个摄像部7910、7912、7914和7916的摄像范围的示例。摄像范围a表示设置于前鼻的摄像部7910的摄像范围。摄像范围b和c分别表示设置于后视镜的摄像部7912和7914的摄像范围。摄像范围d表示设置于后保险杠或后门的摄像部7916的摄像范围。例如，通过叠加由摄像部7910、7912、7914和7916获取到的图像数据，能够获得从上方观看的车辆7900的鸟瞰图像。
设置于车辆7900的前方、后方、侧面和拐角以及车内的挡风玻璃的上部的车外信息检测部7920、7922、7924、7926、7928和7930例如可以是超声波传感器或雷达设备。例如，设置于车辆7900的前鼻、后保险杠、后门以及车内的挡风玻璃的上部的车外信息检测部7920、7926和7930可以是LIDAR设备。这些车外信息检测部7920至7930主要用于检测前车、行人或障碍物等。
返回图26，将继续说明。车外信息检测单元7400使摄像部7410对车辆外部的图像进行成像，并接收成像的图像数据。另外，车外信息检测单元7400从与车外信息检测单元7400连接的车外信息检测部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，车外信息检测单元7400发送超声波、或电磁波等，并接收所收到的反射波的信息。基于所接收到的信息，车外信息检测单元7400可以执行检测诸如行人、车辆、障碍物、指示牌、或路面上的字母等物体的处理或者执行检测与其的距离的处理。车外信息检测单元7400可以基于所接收到的信息来执行识别降雨、起雾、或路面状况等的环境识别处理。车外信息检测单元7400可以基于所接收到的信息来计算到车外物体的距离。
另外，基于所接收到的图像数据，车外信息检测单元7400可以执行识别行人、车辆、障碍物、指示牌、或路面上的字母等的图像识别处理，或者执行检测到其的距离的处理。车外信息检测单元7400可以对接收到的图像数据进行诸如失真校正、或对准等处理，并且将由多个不同的摄像部7410成像的图像数据组合，以生成鸟瞰图像或全景图像。车外信息检测单元7400可以使用由包括不同摄像部件的摄像部7410成像的图像数据来进行视点转换处理。
车内信息检测单元7500检测车辆内部有关的信息。例如，车内信息检测单元7500与用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部7510连接。驾驶员状态检测部7510可以包括：用于对驾驶员进行摄像的相机、用于检测驾驶员的生物信息的生物传感器、或用于收集车内的声音的麦克风等。生物传感器例如设置在座椅表面或方向盘等中，并且生物传感器检测坐在座椅上的乘客或握住方向盘的驾驶员的生物信息。基于从驾驶员状态检测部7510输入的检测信息，车内信息检测单元7500可以计算出驾驶员的疲劳程度或驾驶员的专注程度，或者可以判断驾驶员是否在打瞌睡。车内信息检测单元7500可以对通过收集声音而获得的音频信号进行诸如噪声消除处理等处理。
集成控制单元7600根据各种程序来控制车辆控制系统7000内的一般操作。集成控制单元7600与输入部7800连接。输入部7800通过能够由乘客进行输入操作的设备来实现，所述设备例如是触摸面板、按钮、麦克风、开关、或操纵杆等。可以向集成控制单元7600提供通过对通过麦克风输入的语音进行语音识别而获得的数据。例如，输入部7800可以是使用红外线或其他无线电波的遥控装置，或者可以是诸如移动电话、或个人数字助理(PDA：personal digital assistant)等支持车辆控制系统7000的操作的外部连接设备。例如，输入部7800可以是摄像机。在这种情况下，乘客能够通过手势输入信息。可替代地，可以输入通过检测乘客穿戴的可穿戴式设备的运动而获得的数据。此外，输入部7800例如可以包括输入控制电路等，所述输入控制电路基于乘客等使用上述输入部7800输入的信息来生成输入信号，并将所生成的输入信号输出至集成控制单元7600。乘客等通过操作输入部7800来输入各种数据或将处理操作的指示提供给车辆控制系统7000。
存储部7690可以包括存储由微型计算机执行的各种程序的只读存储器(ROM：readonly memory)和存储各种参数、操作结果或传感器值等的随机存取存储器(RAM：randomaccess memory)。另外，存储部7690可以由诸如硬盘驱动器(HDD)等磁存储设备、半导体存储设备、光存储设备、或磁光存储设备等来实现。
通用通信I/F 7620是广泛使用的通信I/F，该通信I/F协调与外部环境7750中存在的各种设备的通信。通用通信I/F 7620可以实现：蜂窝通信协议，例如全球移动通信系统(GSM，注册商标)、WiMAX、长期演进(LTE)、或高级LTE(LTE-A)等；或者其他无线通信协议，例如无线LAN(也称为Wi-Fi(注册商标)或蓝牙(注册商标)等。例如，通用通信I/F 7620可以通过基站或接入点连接到存在于外部网络(例如，因特网、云网络或公司特定的网络)上的设备(例如，应用程序服务器或控制服务器)。另外，例如，通用通信I/F 7620可以使用点对点(P2P)技术连接到存在于车辆附近的终端(该终端例如是驾驶员、行人、或商店的终端，或者是机器式通信(MTC)终端)。
专用通信I/F 7630是支持开发用于车辆的通信协议的通信I/F。例如专用通信I/F7630可以实现：标准协议，诸如车辆环境无线接入(WAVE)，该协议是作为较低层的IEEE802.11p和作为较高层的IEEE 1609的组合；专用短程通信(DSRC)；或蜂窝通信协议。专用通信I/F 7630通常执行V2X通信，该V2X通信的概念是包括车辆之间的通信(车辆到车辆)、道路与车辆之间的通信(车辆到基础设施)、车辆与家之间的通信(车辆到家)、以及行人与车辆之间的通信(车辆到行人)中的一个或多个。
例如，定位部7640通过接收来自GNSS卫星的全球导航卫星系统(GNSS)信号(例如，来自GPS卫星的全球定位系统(GPS))来进行定位，并生成包括车辆的纬度、经度和高度的定位信息。顺便提及，定位部7640可以通过与无线接入点交换信号来识别当前位置，或者可以从诸如移动电话、PHS、或智能电话等具有定位功能的终端获取定位信息。
例如，信标接收部7650接收从安装在道路等上的无线站发送过来的无线电波或电磁波，从而获得关于当前位置、拥堵、封闭道路、或必要时间等的信息。顺便提及，信标接收部7650的功能可以包括在上述专用通信I/F 7630中。
车载设备I/F 7660是通信接口，该通信接口用于协调微型计算机7610与车辆内存在的各种车载设备7760之间的连接。车载设备I/F 7660可以使用诸如无线LAN、蓝牙(注册商标)、近场通信(NFC)或无线USB(WUSB)等无线通信协议来建立无线连接。另外，车载设备I/F 7660可以经由图中未示出的连接端子(如有必要，连接端子和电缆)通过通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI、注册商标)、或移动高清链接(MHL)等建立有线连接。例如，车载设备7760可以包括乘客拥有的移动设备或可穿戴式设备或携带入或附接至车辆的信息设备中的至少一者。此外，车载设备7760还可以包括导航设备，该导航设备用于搜索到任意目的地的路径。车载设备I/F 7660与这些车载设备7760交换控制信号或数据信号。
车载网络I/F 7680是协调微型计算机7610与通信网络7010之间的通信的接口。车载网络I/F 7680按照通信网络7010所支持的预定协议来发送和接收信号等。
基于经由通用通信I/F 7620、专用通信I/F 7630、定位部7640、信标接收部7650、车载设备I/F 7660、或车载网络I/F 7680中的至少一者获得的信息，集成控制单元7600的微型计算机7610根据各种程序控制车辆控制系统7000。例如，微型计算机12051可以基于获取的关于车内和车外的信息来计算驱动力产生设备、转向机构、或制动设备的控制目标值，并且向驱动系统控制单元7100输出控制命令。例如，微型计算机7610可以执行用于实现高级驾驶员辅助系统(ADAS：advanced driver assistance system)功能的协同控制，所述高级驾驶员辅助系统功能包括：车辆的碰撞避免或撞击减轻、基于跟随距离的跟随驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞警告、或车辆偏离车道警告等。另外，微型计算机7610可以基于获取的关于车辆周围环境的信息来控制驱动力产生设备、转向机构、或制动设备等，从而执行旨在实现使车辆自主行驶而无需依赖驾驶员的操作的自动驾驶等的协调控制。
微型计算机7610可以生成车辆与物体(例如，周围结构、或行人等)之间的三维距离信息，并且基于通过通用通信I/F 7620、专用通信I/F 7630、定位部7640、信标接收部7650、车载设备I/F 7660、或车载网络I/F 7680中的至少一者获得的信息来生成本地地图信息，该本地地图信息包括与车辆当前位置的周围环境有关的信息。另外，微型计算机7610可以基于所获得的信息来预测诸如车辆碰撞、行人等的接近、进入封闭道路等的危险，并且生成警告信号。该警告信号例如可以是用于产生警告声音或点亮警告灯的信号。
声音/图像输出部7670将声音或图像中的至少一者的输出信号发送到输出设备，该输出设备能够在视觉上或在听觉上向车上的乘客或车辆外部通知信息。在图26的示例中，作为输出设备，示出了音频扬声器7710、显示部7720和仪器面板7730。例如，显示部7720可以包括车载显示器(on-board display)或平视显示器(head-up display)中的至少一者。显示部7720可以具有增强现实(AR)显示功能。上述输出设备可以是这些设备以外的设备，并且可以是诸如耳机、可穿戴式设备(例如，乘客等佩戴的眼镜式显示器)、投影仪、灯等的其他设备。在输出设备是显示装置的情况下，显示装置以各种形式(例如，文本、图像、表格、或图形等)直观地显示出通过微型计算机7610进行的各种处理而获得的结果或从其他控制单元接收到的信息。另外，在输出设备是音频输出设备的情况下，音频输出设备将由再现的音频数据或声音数据等构成的音频信号转换为模拟信号，并在听觉上输出该模拟信号。
顺便提及，在图26所示的示例中经由通信网络7010互相连接的至少两个控制单元可以集成到一个控制单元中。可替代地，每个单独的控制单元可以包括多个控制单元。此外，车辆控制系统7000可以包括图中未示出的另一控制单元。另外，可以将上述说明中的其中一个控制单元的部分功能或全部功能分配给另一控制单元。即，只要经由通信网络7010发送和接收信息，任何控制单元都可以执行预定的算术处理。类似地，与其中一个控制单元连接的传感器或设备可以连接到另一控制单元，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。
上面说明了根据本公开的技术适用的示例性车辆控制系统。在一个示例中，根据本公开的技术适用于上述组件中的摄像部7910、7912、7914、7916和7918以及车外信息检测部7920、7922、7924、7926、7928和7930。另外，应用于摄像部7910、7912、7914、7916和7918以及车外信息检测部7920、7922、7924、7926、7928和7930的根据本公开的技术能够获得具有很小噪声的高图像质量的拍摄图像，因此，可以构造以高精度检测摄像对象的车辆控制系统。
<能够由本公开配置的构造>
注意，本公开可以包括以下构造。
<<A.固态摄像元件>>
[A-1]一种固态摄像元件，其包括：
光电转换部；
电荷保持部，其被构造成保持由所述光电转换部产生的电荷；
半导体基板，其中，形成有所述光电转换部和所述电荷保持部；
布线层；
绝缘膜层；
第一遮光膜；以及
第二遮光膜，
其中，从靠近半导体基板的处于入射光的第一面的相对侧的第二面的一侧开始依次在第二面上层叠所述绝缘膜层、所述第一遮光膜和所述布线层，
所述第一遮光膜被设置成这样：
至少覆盖所述电荷保持部的形成区域，并且在与所述第二遮光膜的形成位置对应的部分中具有在所述半导体基板侧突出的突出部，并且
所述第二遮光膜具有：
第一遮光部，其被放置在所述光电转换部与所述电荷保持部之间，并从所述半导体基板的第一面延伸至部分穿过所述半导体基板，
第二遮光部，其被放置在所述光电转换部与所述电荷保持部之间，并且被构造成比所述第一遮光部长，以及
第三遮光部，其覆盖所述半导体基板的第一面的一部分。
[A-2]根据[A-1]所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部设置在与所述第二遮光膜的所述第一遮光部或所述第二遮光部中的至少一者的形成位置对应的部分中。
[A-3]根据[A-2]所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部设置在比所述第二遮光膜的所述第一遮光部或所述第二遮光部中的至少一者的形成位置的正下方更靠近所述光电转换部侧的部分中。
[A-4]根据[A-2]所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部设置在所述第二遮光膜的所述第一遮光部或所述第二遮光部中的至少一者的形成位置的正下方的部分中。
[A-5]根据[A-1]～[A-4]中任一项所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜以覆盖所述光电转换部的形成区域的方式设置。
[A-6]根据[A-1]～[A-3]中任一项所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部以突出到所述绝缘膜层中的状态设置。
[A-7]根据[A-1]～[A-3]中任一项所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部以经由所述绝缘膜层突出到所述半导体基板中的状态设置。
[A-8]根据[A-1]～[A-7]中任一项所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光部和所述第二遮光部通过所述第三遮光部在与所述半导体基板的第一面平行的方向上连结。
[A-9]根据[A-8]所述的固态摄像元件，
其中，所述光电转换部的侧面被所述第一遮光部和所述第二遮光部包围。
[A-10]根据[A-9]所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光部至少设置在光电转换部与传输栅极部之间，所述传输栅极部被构造成将电荷从所述光电转换部传输至所述电荷保持部，并且
所述第二遮光部至少设置在彼此相邻的单位像素的一个单位像素的光电转换部与另一个单位像素的所述电荷保持部之间。
[A-11]根据[A-6]所述的固态摄像元件，
其中，所述绝缘膜层包括组成不同的第一绝缘膜和第二绝缘膜的两层，并且，
所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜从靠近第二面的一侧开始依次层叠在所述半导体基板的所述第二面上。
[A-12]根据[A-11]所述的固态摄像元件，
其中，所述第一绝缘膜包括氧化膜，并且
所述第二绝缘膜包括氮化膜。
[A-13]根据[A-12]所述的固态摄像元件，
其中，所述绝缘膜层是包括第三绝缘膜的三层结构，所述第三绝缘膜在所述第二绝缘膜的与所述第一绝缘膜相对的一侧包括氧化膜。
[A-14]根据[A-13]所述的固态摄像元件，
其中，所述第一绝缘膜的厚度大于或等于10nm，
所述第二绝缘膜的厚度大于或等于50nm，并且
所述第三绝缘膜的厚度大于或等于25nm。
[A-15]根据[A-11]～[A-14]中任一项所述的固态摄像元件，
其中，所述第二遮光部贯穿所述第一绝缘膜，并延伸至所述第二绝缘膜。
<<B.固态摄像元件>>
[B-1]一种固态摄像元件，其包括：
光电转换部；
电荷保持部，其被构造成保持由所述光电转换部产生的电荷；
半导体基板，其中，形成有所述光电转换部和所述电荷保持部；
布线层；
绝缘膜层；
第一遮光膜；以及
第二遮光膜，
其中，所述第一遮光膜被设置成这样：
至少覆盖所述电荷保持部的形成区域，并且在与所述第二遮光膜的形成位置对应的部分中具有在所述半导体基板侧突出的突出部，并且，
所述第二遮光膜具有：
表面遮光部，其设置在所述半导体基板的第一面的与所述电荷保持部的形成区域对应的区域的挖掘部分的底部，以及
侧面遮光部，其沿着所述电荷保持部的侧面从所述表面遮光部延伸。
[B-2]根据[B-1]所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的突出部以突出到所述绝缘膜层中的状态设置。
[B-3]根据[B-1]所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的突出部以经由所述绝缘膜层突出到所述半导体基板中的状态设置。
<<C.固态摄像元件的制造方法>>
[C-1]一种固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括：
光电转换部；
电荷保持部，其被构造成保持由所述光电转换部产生的电荷；
半导体基板，其中，形成有所述光电转换部和所述电荷保持部；
布线层；
绝缘膜层；
第一遮光膜；以及
第二遮光膜，
其中，从靠近所述半导体基板的处于入射光的第一面的相对侧的第二面的一侧开始依次在所述第二面上层叠所述绝缘膜层、所述第一遮光膜和所述布线层，所述方法包括：
形成所述第一遮光膜，使得所述第一遮光膜被设置成至少覆盖所述电荷保持部的形成区域，并且在与所述第二遮光膜的形成位置对应的部分中形成在所述半导体基板侧突出的突出部；以及
形成所述第二遮光膜，从而，在所述光电转换部与所述电荷保持部之间形成第一遮光部，所述第一遮光部从所述半导体基板的所述第一面延伸至部分穿过所述半导体基板，在所述光电转换部与所述电荷保持部之间形成第二遮光部，所述第二遮光部比所述第一遮光部长，以及形成第三遮光部，所述第三遮光部覆盖所述半导体基板的所述第一面的一部分。
[C-2]根据[C-1]所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述第一遮光膜的突出部设置在与所述第二遮光膜的所述第一遮光部和所述第二遮光部中的至少一者的形成位置对应的部分中。
[C-3]根据[C-2]所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部设置在比所述第二遮光膜的所述第一遮光部和所述第二遮光部中的至少一者的形成位置的正下方更靠近所述光电转换部侧的部分中。
[C-4]根据[C-2]所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述第一遮光膜的突出部设置在所述第二遮光膜的所述第一遮光部和所述第二遮光部中的至少一者的形成位置的正下方的部分。
[C-5]根据[C-1]～[C-4]中任一项所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述第一遮光膜以覆盖所述光电转换部的形成区域的方式设置。
[C-6]根据[C-1]～[C-3]中任一项所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述第一遮光膜的突出部以突出到所述绝缘膜层中的状态设置。
[C-7]根据[C-1]～[C-3]中任一项所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述第一遮光膜的突出部以经由所述绝缘膜层突出到所述半导体基板的状态设置。
[C-8]根据[C-1]～[C-7]中任一项所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述第一遮光部和所述第二遮光部通过所述第三遮光部在与所述半导体基板的第一面平行的方向上连结。
[C-9]根据[C-8]所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述光电转换部的侧面被所述第一遮光部和所述第二遮光部包围。
[C-10]根据[C-9]所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述第一遮光部至少设置在光电转换部与传输栅极部之间，所述传输栅极部被构造成将电荷从所述光电转换部传输至所述电荷保持部，并且
所述第二遮光部至少设置在彼此相邻的单位像素的一个单位像素的光电转换部与另一个单位像素的所述电荷保持部之间。
[C-11]根据[C-6]所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述绝缘膜层包括组成不同的第一绝缘膜和第二绝缘膜的两层，并且，
所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜从靠近第二面的一侧开始依次层叠在所述半导体基板的所述第二面上。
[C-12]根据[C-11]所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述第一绝缘膜包括氧化膜，并且
所述第二绝缘膜包括氮化膜。
[C-13]根据[C-12]所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述绝缘膜层是包括第三绝缘膜的三层结构，所述第三绝缘膜在所述第二绝缘膜的与所述第一绝缘膜相对的一侧包括氧化膜。
[C-14]根据[C-13]所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述第一绝缘膜的厚度大于或等于10nm，
所述第二绝缘膜的厚度大于或等于50nm，并且
所述第三绝缘膜的厚度大于或等于25nm。
[C-15]根据[C-11]～[C-14]中任一项所述的固态摄像元件的制造方法，
其中，所述第二遮光部贯穿所述第一绝缘膜，并延伸至所述第二绝缘膜。
<<D.电子设备>>
[D-1]一种电子设备，其包括：
固态摄像元件，所述固态摄像元件包括
光电转换部；
电荷保持部，其被构造成保持由所述光电转换部产生的电荷；
半导体基板，其中，形成有所述光电转换部和所述电荷保持部；
布线层；
绝缘膜层；
第一遮光膜；以及
第二遮光膜，
其中，从靠近所述半导体基板的处于入射光的第一面的相对侧的第二面的一侧开始依次在所述第二面上层叠所述绝缘膜层、所述第一遮光膜和所述布线层，
所述第一遮光膜被设置成这样：
至少覆盖所述电荷保持部的形成区域，并且在与所述第二遮光膜的形成位置对应的部分中具有在所述半导体基板侧突出的突出部，并且
所述第二遮光膜具有：
第一遮光部，其被放置在所述光电转换部与所述电荷保持部之间，并从所述半导体基板的第一面延伸至部分穿过所述半导体基板，
第二遮光部，其被放置在所述光电转换部与所述电荷保持部之间，并且被构造成比所述第一遮光部长，以及
第三遮光部，其覆盖所述半导体基板的第一面的一部分。
[D-2]根据[D-1]所述的电子设备，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部设置在与所述第二遮光膜的所述第一遮光部和所述第二遮光部中的至少一者的形成位置对应的部分中。
[D-3]根据[D-2]所述的电子设备，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部设置在比所述第二遮光膜的所述第一遮光部和所述第二遮光部中的至少一者的形成位置的正下方更靠近所述光电转换部侧的部分中。
[D-4]根据[D-2]所述的电子设备，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部设置在所述第二遮光膜的所述第一遮光部和所述第二遮光部中的至少一者的形成位置的正下方的部分中。
[D-5]根据[D-1]～[D-4]中任一项所述的电子设备，
其中，所述第一遮光膜以覆盖所述光电转换部的形成区域的方式设置。
[D-6]根据[D-1]～[D-3]中任一项所述的电子设备，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部以突出到所述绝缘膜层中的状态设置。
[D-7]根据[D-1]～[D-3]中任一项所述的电子设备，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部以经由所述绝缘膜层突出到所述半导体基板中的状态设置。
[D-8]根据[D-1]～[D-7]中任一项所述的电子设备，
其中，所述第一遮光部和所述第二遮光部通过所述第三遮光部在与所述半导体基板的第一面平行的方向上连结。
[D-9]根据[D-8]所述的电子设备，
其中，所述光电转换部的侧面被所述第一遮光部和所述第二遮光部包围。
[D-10]根据[D-9]所述的电子设备，
其中，所述第一遮光部至少设置在光电转换部与传输栅极部之间，所述传输栅极部被构造成将电荷从所述光电转换部传输至所述电荷保持部，并且
所述第二遮光部至少设置在彼此相邻的单位像素的一个单位像素的光电转换部与另一个单位像素的所述电荷保持部之间。
[D-11]根据[D-6]所述的电子设备，
其中，所述绝缘膜层包括组成不同的第一绝缘膜和第二绝缘膜的两层，并且，
所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜从靠近第二面的一侧开始依次层叠在所述半导体基板的所述第二面上。
[D-12]根据[D-11]所述的电子设备，
其中，所述第一绝缘膜包括氧化膜，并且
所述第二绝缘膜包括氮化膜。
[D-13]根据[D-12]所述的电子设备，
其中，所述绝缘膜层是包括第三绝缘膜的三层结构，所述第三绝缘膜在所述第二绝缘膜的与所述第一绝缘膜相对的一侧包括氧化膜。
[D-14]根据[D-13]所述的电子设备，
其中，所述第一绝缘膜的厚度大于或等于10nm，
所述第二绝缘膜的厚度大于或等于50nm，并且
所述第三绝缘膜的厚度大于或等于25nm。
[D-15]根据[D-11]～[D-14]中任一项所述的电子设备，
其中，所述第二遮光部贯穿所述第一绝缘膜，并延伸至所述第二绝缘膜。
附图标记列表
10 CMOS图像传感器
11 像素阵列部
12 垂直驱动部
13 列处理部
14 水平驱动部
15 系统控制部
16(161至16m) 像素驱动线
17(171至17n) 垂直信号线
18 信号处理部
19 数据存储部
20 单位像素
21 光电二极管(光电转换部)
22 第一传输栅极部
23 第二传输栅极部
24 电荷保持部(MEM)
25 浮动扩散区域
26 第三传输栅极部
27 复位晶体管
28 放大晶体管
29 选择晶体管
33 溢流栅极部
51 半导体基板
52 绝缘膜层
52A 第一绝缘膜
52B 第二绝缘膜
52C 第三绝缘膜
53 第一遮光膜
53A,53B 突出部
53C 平坦部(主体部)
54 布线层
55 栅电极
56 多层膜
57 第二遮光膜
57A 表面遮光部(第三遮光部)
57B 非贯穿遮光部(第一遮光部)
57C 贯穿遮光部(第二遮光部)
57D 侧面遮光部。

Claims (20)

1.一种固态摄像元件，其包括：
光电转换部；
电荷保持部，其被构造成保持由所述光电转换部产生的电荷；
半导体基板，其中，形成有所述光电转换部和所述电荷保持部；
布线层；
绝缘膜层；
第一遮光膜；以及
第二遮光膜，
其中，在所述半导体基板的处于入射光的第一面的相对侧的第二面上，从靠近所述第二面的一侧开始层叠所述绝缘膜层、所述第一遮光膜和所述布线层，
所述第一遮光膜至少覆盖所述电荷保持部的形成区域，并且在与所述第二遮光膜的形成位置对应的部分中具有在所述半导体基板侧突出的突出部，并且
所述第二遮光膜具有：
第一遮光部，其被放置在所述光电转换部与所述电荷保持部之间，并从所述半导体基板的所述第一面延伸至部分穿过所述半导体基板，
第二遮光部，其被放置在所述光电转换部与所述电荷保持部之间，并且被构造成比所述第一遮光部长，以及
第三遮光部，其覆盖所述半导体基板的第一面的一部分。
2.根据权利要求1所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部设置在与所述第二遮光膜的所述第一遮光部及所述第二遮光部中的至少一者的形成位置对应的部分中。
3.根据权利要求1或2所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部设置在比所述第二遮光膜的所述第一遮光部及所述第二遮光部中的至少一者的形成位置的正下方更靠近所述光电转换部侧的部分中。
4.根据权利要求1或2所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部设置在所述第二遮光膜的所述第一遮光部及所述第二遮光部中的至少一者的形成位置的正下方的部分中。
5.根据权利要求1或2所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜以覆盖所述光电转换部的形成区域的方式设置。
6.根据权利要求1或2所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部以突出到所述绝缘膜层中的状态设置。
7.根据权利要求1或2所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的所述突出部以经由所述绝缘膜层突出到所述半导体基板中的状态设置。
8.根据权利要求1或2所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光部和所述第二遮光部通过所述第三遮光部在与所述半导体基板的所述第一面平行的方向上连结。
9.根据权利要求8所述的固态摄像元件，
其中，所述光电转换部的侧面被所述第一遮光部和所述第二遮光部包围。
10.根据权利要求1或9所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光部至少设置在所述光电转换部与传输栅极部之间，所述传输栅极部被构造成将电荷从所述光电转换部传输至所述电荷保持部，并且
所述第二遮光部至少设置在彼此相邻的单位像素的一者的光电转换部与另一者的所述电荷保持部之间。
11.根据权利要求6所述的固态摄像元件，
其中，所述绝缘膜层包括组成不同的第一绝缘膜和第二绝缘膜的两层，并且，
所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜从靠近所述第二面的一侧开始依次层叠在所述半导体基板的所述第二面上。
12.根据权利要求11所述的固态摄像元件，
其中，所述第一绝缘膜包括氧化膜，并且
所述第二绝缘膜包括氮化膜。
13.根据权利要求12所述的固态摄像元件，
其中，所述绝缘膜层是包括第三绝缘膜的三层结构，所述第三绝缘膜在所述第二绝缘膜的与所述第一绝缘膜相对的一侧包括氧化膜。
14.根据权利要求13所述的固态摄像元件，
其中，所述第一绝缘膜的厚度大于或等于10nm，
所述第二绝缘膜的厚度大于或等于50nm，并且
所述第三绝缘膜的厚度大于或等于25nm。
15.根据权利要求11所述的固态摄像元件，
其中，所述第二遮光部贯穿所述第一绝缘膜，并延伸至所述第二绝缘膜。
16.一种固态摄像元件，包括：
光电转换部；
电荷保持部，其被构造成保持由所述光电转换部产生的电荷；
半导体基板，其中，形成有所述光电转换部和所述电荷保持部；
布线层；
绝缘膜层；
第一遮光膜；以及
第二遮光膜，
其中，所述第一遮光膜至少覆盖所述电荷保持部的形成区域，并且在与所述第二遮光膜的形成位置对应的部分中具有在所述半导体基板侧突出的突出部，并且，
所述第二遮光膜具有：
表面遮光部，其设置在所述半导体基板的第一面的与所述电荷保持部的形成区域对应的区域的挖掘部分的底部，以及
侧面遮光部，其沿着所述电荷保持部的侧面从所述表面遮光部延伸。
17.根据权利要求16所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的突出部以突出到所述绝缘膜层中的状态设置。
18.根据权利要求16所述的固态摄像元件，
其中，所述第一遮光膜的突出部以经由所述绝缘膜层突出到所述半导体基板中的状态设置。
19.一种固态摄像元件的制造方法，所述固态摄像元件包括：
光电转换部；
电荷保持部，其被构造成保持由所述光电转换部产生的电荷；
半导体基板，其中，形成有所述光电转换部和所述电荷保持部；
布线层；
绝缘膜层；
第一遮光膜；以及
第二遮光膜，
其中，在所述半导体基板的处于入射光的第一面的相对侧的第二面上，从靠近所述第二面的一侧开始层叠所述绝缘膜层、所述第一遮光膜和所述布线层，所述方法包括：
关于所述第一遮光膜，使得所述第一遮光膜至少覆盖所述电荷保持部的形成区域，并且在与所述第二遮光膜的形成位置对应的部分中形成在所述半导体基板侧突出的突出部；以及
关于所述第二遮光膜，在所述光电转换部与所述电荷保持部之间形成第一遮光部，所述第一遮光部从所述半导体基板的所述第一面延伸至部分穿过所述半导体基板，在所述光电转换部与所述电荷保持部之间形成第二遮光部，所述第二遮光部比所述第一遮光部长，以及形成第三遮光部，所述第三遮光部覆盖所述半导体基板的所述第一面的一部分。
20.一种电子设备，包括根据权利要求1至15中任一项所述的固态摄像元件。
CN201880062598.3A 2017-10-03 2018-08-07 固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备 Active CN111183522B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017193442 2017-10-03
JP2017-193442 2017-10-03
PCT/JP2018/029554 WO2019069556A1 (ja) 2017-10-03 2018-08-07 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、及び、電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111183522A CN111183522A (zh) 2020-05-19
CN111183522B true CN111183522B (zh) 2023-11-17

Family

ID=65995141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880062598.3A Active CN111183522B (zh) 2017-10-03 2018-08-07 固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11393860B2 (zh)
KR (2) KR20230168283A (zh)
CN (1) CN111183522B (zh)
DE (1) DE112018004413T5 (zh)
WO (1) WO2019069556A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6929266B2 (ja) * 2018-12-17 2021-09-01 キヤノン株式会社 光電変換装置、光電変換システム、移動体
US20220246666A1 (en) * 2019-06-07 2022-08-04 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging element and imaging device
JP2021086881A (ja) * 2019-11-26 2021-06-03 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
JP2021193718A (ja) * 2020-06-08 2021-12-23 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
WO2023119840A1 (ja) * 2021-12-20 2023-06-29 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、撮像素子の製造方法、電子機器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004228407A (ja) * 2003-01-24 2004-08-12 Sony Corp 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法
CN103000644A (zh) * 2011-09-16 2013-03-27 索尼公司 固体摄像器件、固体摄像器件的制造方法和电子装置
JP2013084713A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Sony Corp 固体撮像素子および製造方法、並びに撮像ユニット
CN103811507A (zh) * 2012-11-09 2014-05-21 索尼公司 成像元件及其制造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140130969A (ko) * 2013-05-02 2014-11-12 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이를 제조하는 방법
JP2015026708A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 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
US9419044B2 (en) * 2014-04-17 2016-08-16 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor pixel having storage gate implant with gradient profile
FR3039928B1 (fr) * 2015-08-03 2019-06-07 Teledyne E2V Semiconductors Sas Procede de commande d'un capteur d'image a pixels actifs
JP6754157B2 (ja) * 2015-10-26 2020-09-09 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
US9812483B2 (en) 2015-10-26 2017-11-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Back-side illuminated (BSI) image sensor with global shutter scheme
FR3043495A1 (fr) * 2015-11-09 2017-05-12 St Microelectronics Crolles 2 Sas Capteur d'images a obturation globale
JP2017168566A (ja) * 2016-03-15 2017-09-21 ソニー株式会社 固体撮像素子、および電子機器
US10312278B2 (en) * 2017-03-30 2019-06-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Front side illuminated image sensor device structure and method for forming the same
KR102534249B1 (ko) * 2018-01-12 2023-05-18 삼성전자주식회사 이미지 센서
CN112119503B (zh) * 2018-06-15 2024-01-19 索尼半导体解决方案公司 摄像装置、摄像装置的制造方法和电子设备
KR102651130B1 (ko) * 2018-12-06 2024-03-26 삼성전자주식회사 거리 측정을 위한 이미지 센서
JP7346072B2 (ja) * 2019-04-26 2023-09-19 キヤノン株式会社 光電変換装置、撮像システム、および、移動体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004228407A (ja) * 2003-01-24 2004-08-12 Sony Corp 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法
CN103000644A (zh) * 2011-09-16 2013-03-27 索尼公司 固体摄像器件、固体摄像器件的制造方法和电子装置
JP2013084713A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Sony Corp 固体撮像素子および製造方法、並びに撮像ユニット
CN103811507A (zh) * 2012-11-09 2014-05-21 索尼公司 成像元件及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200057715A (ko) 2020-05-26
KR102607473B1 (ko) 2023-11-29
US20200295068A1 (en) 2020-09-17
US11393860B2 (en) 2022-07-19
DE112018004413T5 (de) 2020-05-20
KR20230168283A (ko) 2023-12-13
US20220320167A1 (en) 2022-10-06
WO2019069556A1 (ja) 2019-04-11
CN111183522A (zh) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111183522B (zh) 固态摄像元件、固态摄像元件的制造方法以及电子设备
US11456325B2 (en) Imaging device, method for manufacturing imaging device, and electronic device
JP7480120B2 (ja) 固体撮像装置及び電子機器
CN112119503A (zh) 摄像装置、摄像装置的制造方法和电子设备
WO2021100528A1 (ja) 固体撮像装置及び電子機器
WO2020045142A1 (ja) 撮像装置および電子機器
US20240030245A1 (en) Solid-state imaging element, imaging device, and method of controlling solid-state imaging element
WO2022014383A1 (ja) 固体撮像装置及びその製造方法
WO2022102471A1 (ja) 撮像素子および撮像装置
WO2024038828A1 (ja) 光検出装置
WO2023068210A1 (ja) 光検出装置、撮像装置および測距装置
WO2022054617A1 (ja) 固体撮像装置及び電子機器
WO2022196459A1 (ja) 光電変換素子及び撮像装置
WO2023162651A1 (ja) 受光素子、および電子機器
JPWO2020158321A1 (ja) 受光素子、固体撮像装置及び測距装置

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