DE112018004413T5 - Festkörper-bildaufnahmeelement, verfahren zur herstellung eines festkörper-bildaufnahmeelements und elektronische vorrichtung - Google Patents

Festkörper-bildaufnahmeelement, verfahren zur herstellung eines festkörper-bildaufnahmeelements und elektronische vorrichtung Download PDF

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Abstract

Ein Festkörper-Bilderzeugungselement enthält einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt, einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die durch den photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung hält, ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind, eine Verdrahtungsschicht, eine Isolierfilmschicht, einen ersten lichtblockierenden Film und einen zweiten lichtblockierenden Film. Die Isolierfilmschicht, der erste lichtblockierende Film und die Verdrahtungsschicht sind auf dem Halbleitersubstrat gestapelt, eine zweite Fläche auf einer einer ersten Fläche gegenüberliegenden Seite, auf die Licht einfällt, in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe der zweiten Fläche. Der erste lichtblockierende Film ist so vorgesehen, daß er mindestens einen Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und einen Vorsprungabschnitt aufweist, der auf einer Seite des Halbleitersubstrats in einem Teil vorsteht, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht. Der zweite lichtblockierende Film hat einen ersten lichtblockierenden Abschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet ist und sich von der ersten Fläche des Halbleitersubstrats teilweise durch das Halbleitersubstrat erstreckt, einen zweiten lichtblockierenden Abschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet und so eingerichtet ist, daß er länger als der erste lichtblockierende Abschnitt ist, und einen dritten lichtblockierenden Abschnitt, der einen Teil der ersten Fläche bedeckt.

Description

  • TECHNISCHER BEREICH
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Festkörper-Bildaufnahmeelement, ein Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Bildaufnahmeelements und eine elektronische Vorrichtung.
  • HINTERGRUNDTECHNIK
  • In einem Festkörper-Bildaufnahmeelement, zum Beispiel in einem CMOS-Bildsensor mit Rückseitenbeleuchtung und Global-Shutter-Funktion, ist in einem Halbleitersubstrat ein Ladungsrückhalteabschnitt vorgesehen, der die von einem photoelektrischen Wandlerabschnitt erzeugte Ladung vorübergehend zurückhält. Wenn Licht auf den Ladungsrückhalteabschnitt fällt, entsteht unnötige Ladung. Dann tritt in Verbindung mit der unnötigen Ladung optisches Rauschen auf, wodurch die Bildqualität verringert wird. In dieser Hinsicht wurde die Unterdrückung des Lichteinfalls auf den Ladungsrückhalteabschnitt konventionell untersucht.
  • Beispielsweise offenbart das Patentdokument 1 ein erstes Beispiel, in dem unter den Flächen eines Ladungsrückhalteabschnitts eine obere Fläche auf der Seite einer Einfallsfläche eines Halbleitersubstrats, auf die Licht einfällt, und eine untere Fläche auf der der oberen Fläche gegenüberliegenden Seite mit einem lichtblockierenden Film bedeckt sind. Dadurch wird nicht nur Licht, das von der Seite der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats einfällt, sondern auch reflektiertes Licht von einer Verdrahtungsschicht, die auf einer Fläche auf der der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats gegenüberliegenden Seite gestapelt ist, daran gehindert, auf den Ladungsrückhalteabschnitt zu treffen.
  • Darüber hinaus offenbart das Patentdokument 1 ein zweites Beispiel, bei dem eine Oberseite und eine Seitenfläche eines Ladungsrückhalteabschnitts mit einem lichtblockierenden Film bedeckt sind und einige der lichtblockierenden Filme auf den Seitenflächen dazu gebracht werden, ein Halbleitersubstrat zu durchdringen. Dadurch kann das auf die Seitenfläche des Ladungsrückhalteabschnitts einfallende Licht sicherer blockiert werden.
  • ZITATLISTE
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2013-65688
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
  • Im ersten Beispiel des Patentdokuments 1 wird der lichtblockierende Film vorgesehen, der die Seitenfläche des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt, wobei sich der lichtblockierende Film jedoch nur teilweise durch das Halbleitersubstrat erstreckt, und eine Situation, in der Licht von einem Teil der Seitenfläche einfällt, der nicht mit dem lichtblockierenden Film bedeckt ist, kann nicht verhindert werden. Ferner ist im zweiten Beispiel des Patentdokuments 1 die Unterseite des Ladungsrückhalteabschnitts nicht mit dem lichtblockierenden Film bedeckt, so dass eine Situation, in der von der Verdrahtungsschicht reflektiertes Licht auf den Ladungsrückhalteabschnitt fällt, nicht verhindert werden kann.
  • Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist daher die Bereitstellung eines rückseitig beleuchteten Festkörper-Bildaufnahmeelements, bei dem der Lichteinfall auf einen Ladungsrückhalteabschnitt unterdrückt werden kann, ein Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements und eine elektronische Vorrichtung, die das Festkörper-Bildaufnahmeelement enthält.
  • LÖSUNGEN FÜR PROBLEME
  • Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird ein Festkörper-Bildaufnahmeelement umfassend:
    • einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt;
    • einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung zurückhält;
    • ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind;
    • eine Verdrahtungsschicht;
    • eine Isolierfilmschicht;
    • einen ersten lichtblockierenden Film; und
    • einen zweiten lichtblockierenden Film,
    • bei dem die Isolierfilmschicht, der erste lichtblockierende Film und die Verdrahtungsschicht auf dem Halbleitersubstrat, einer zweiten Fläche auf einer einer ersten Fläche, auf die Licht einfällt, gegenüberliegenden Seite, in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe der zweiten Fläche gestapelt sind,
    • der erste lichtblockierende Film ist
    • die so vorgesehen ist, dass sie mindestens einen Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und einen Vorsprungabschnitt aufweist, der auf einer Seite des Halbleitersubstrats in einem Teil vorsteht, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht, und
    • der zweite lichtblockierende Film
    • einen ersten Lichtblockierabschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet ist und sich von der ersten Fläche des Halbleitersubstrats teilweise durch das Halbleitersubstrat erstreckt,
    • einen zweiten Lichtblockierabschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet und so eingerichtet ist, dass er länger als der erste Lichtblockierabschnitt ist, und
    • einen dritten Lichtblockierabschnitt umfasst, der einen Teil der ersten Fläche des Halbleitersubstrats bedeckt. Außerdem umfasst die elektronische Vorrichtung zur Erreichung des oben beschriebenen Ziels ein Festkörper-Bildaufnahmeelement mit der oben beschriebenen Konfiguration.
  • Um das oben beschriebene Ziel zu erreichen, wird ein Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Bildaufnahmeelements vorgesehen, das Folgendes umfasst
    • einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt,
    • einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung zurückhält,
    • ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind,
    • eine Verdrahtungsschicht,
    • eine Isolierfilmschicht,
    • einen ersten lichtblockierenden Film und
    • einen zweiten lichtblockierenden Film,
    • bei dem die Isolierfilmschicht, der erste lichtblockierende Film und die Verdrahtungsschicht auf einer zweiten Fläche des Halbleitersubstrats auf einer einer ersten Fläche, auf die Licht einfällt, gegenüberliegenden Seite in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe der zweiten Fläche gestapelt sind, wobei das Verfahren umfasst:
      • Ausbilden des ersten lichtblockierenden Films, so dass der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er mindestens ein Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und ein auf einer Seite des Halbleitersubstrats vorstehender Vorsprungabschnitt in einem Teil gebildet wird, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht; und
      • Ausbilden des zweiten lichtblockierenden Films, so dass ein erster Lichtblockierabschnitt, der sich von der ersten Fläche des Halbleitersubstrats teilweise durch das Halbleitersubstrat erstreckt, zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt gebildet wird, ein zweiter Lichtblockierabschnitt, der länger als der erste Lichtblockierabschnitt ist, zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt gebildet wird, und ein dritter Lichtblockierabschnitt, der einen Teil der ersten Fläche des Halbleitersubstrats bedeckt, gebildet wird.
  • EFFEKTE DER ERFINDUNG
  • Nach der vorliegenden Offenbarung kann bei einem rückseitig beleuchteten Festkörper-Bildaufnahmeelement mit einem Ladungsrückhalteabschnitt der Lichteinfall auf den Ladungsrückhalteabschnitt unterdrückt werden.
  • Zu beachten ist, dass der hier beschriebene Effekt nicht unbedingt eine Einschränkung darstellt, sondern dass einer der in der vorliegenden Spezifikation beschriebenen Effekte erreicht werden kann. Auch ist der in der vorliegenden Spezifikation beschriebene Effekt nur ein Beispiel und nicht darauf beschränkt, und ein zusätzlicher Effekt kann erreicht werden.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines CMOS-Bildsensors zeigt, der ein Beispiel für ein Festkörper-Bildaufnahmeelement ist, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt wird.
    • 2 ist ein Diagramm, das einen Überblick über ein Konfigurationsbeispiel eines Einheitspixels zeigt.
    • 3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen CMOS-Bildsensor mit einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1 einer ersten Ausführungsform zeigt.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine planare Anordnung eines Querschnitts zeigt, der entlang der Linie A-A des CMOS-Bildsensors von 3 in Pfeilrichtung aufgenommen wurde.
    • 5 ist ein Diagramm, das schematisch eine planare Anordnung einer Einfallsfläche eines Halbleitersubstrats des CMOS-Bildsensors zeigt, die sich in Anordnungsrichtung der Pixel an der gleichen Stelle befindet wie der Querschnitt von 4.
    • 6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine planare Anordnung eines Querschnitts zeigt, der entlang der Linie B-B des CMOS-Bildsensors von 3 in Pfeilrichtung aufgenommen wurde, und zwar in der gleichen Position in der Anordnungsrichtung der Pixel wie die Querschnittsansicht von 4.
    • 7 ist ein Diagramm, das eine Lichtblockfunktion einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1 beschreibt.
    • 8 ist ein Diagramm, das ein Simulationsergebnis bezüglich des Lichtleckrauschens in einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1 zeigt.
    • 9 ist ein Schrittdiagramm (Teil 1) zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung eines CMOS-Bildsensors gemäß Beispiel 2.
    • 10 ist ein Schrittdiagramm (Teil 2) zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung eines CMOS-Bildsensors gemäß Beispiel 2.
    • 11 ist ein Schrittdiagramm (Teil 3) zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung eines CMOS-Bildsensors gemäß Beispiel 2.
    • 12 ist ein Schrittdiagramm (Teil 4) zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung eines CMOS-Bildsensors gemäß Beispiel 2.
    • 13 ist ein Schrittdiagramm (Teil 5) zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung eines CMOS-Bildsensors gemäß Beispiel 2.
    • 14 ist ein Schrittdiagramm (Teil 6) zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung eines CMOS-Bildsensors gemäß Beispiel 2.
    • 15 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen CMOS-Bildsensor mit einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 3 zeigt.
    • 16 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen CMOS-Bildsensor mit einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 4 zeigt.
    • 17 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen CMOS-Bildsensor mit einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 5 zeigt.
    • 18 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen CMOS-Bildsensor mit einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 6 zeigt.
    • 19A ist eine Darstellung eines planaren Musters, die das Musterbeispiel 1 eines Vorsprungabschnitts eines ersten lichtblockierenden Films gemäß Beispiel 7 zeigt, und 19B ist eine Darstellung eines planaren Musters, die das Musterbeispiel 2 des Vorsprungabschnitts des ersten lichtblockierenden Films gemäß Beispiel 7 zeigt.
    • 20A ist eine Darstellung eines planaren Musters, die Musterbeispiel 3 eines Vorsprungabschnitts eines ersten lichtblockierenden Films gemäß Beispiel 7 zeigt, und 20B ist eine Darstellung eines planaren Musters, die Musterbeispiel 4 des Vorsprungabschnitts des ersten lichtblockierenden Films gemäß Beispiel 7 zeigt.
    • 21 ist eine Darstellung eines planaren Musters, die Musterbeispiel 5 des Vorsprungschnitts des ersten lichtblockierenden Films gemäß Beispiel 7 zeigt.
    • 22 ist eine Darstellung eines planaren Musters, die Musterbeispiel 6 des Vorsprungschnitts des ersten lichtblockierenden Films gemäß Beispiel 7 zeigt.
    • 23 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen CMOS-Bildsensor zeigt, der eine lichtblockierende Struktur gemäß einer zweiten Ausführungsform aufweist.
    • 24 ist ein Diagramm, das ein angewandtes Beispiel der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
    • 25 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bildaufnahmegeräts veranschaulicht, das ein Beispiel für das elektronische Gerät der vorliegenden Offenbarung ist.
    • 26 ist ein Blockdiagramm, das ein schematisches Konfigurationsbeispiel für ein Fahrzeugsteuerungssystem darstellt, das ein Beispiel für ein Steuerungssystem für bewegliche Objekte ist, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung anwendbar ist.
    • 27 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Einbauposition einer Bildaufnahmeeinheit zeigt.
  • MODUS FÜR DIE AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden wird ein Modus für die Durchführung der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (im Folgenden als „Ausführungsform“ bezeichnet) anhand von Zeichnungen detailliert beschrieben. Die Technologie gemäss der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Zahlenwerte und Materialien in Ausführungsformen sind Beispiele. In der folgenden Beschreibung werden für die gleichen Elemente oder die Elemente mit der gleichen Funktion die gleichen Bezugszeichen verwendet, und die sich wiederholende Beschreibung wird weggelassen. Zu beachten ist, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge angegeben wird.
    • 1. Allgemeine Beschreibung bezüglich des Festkörper-Bildaufnahmeelements der vorliegenden Offenbarung, Verfahren zu dessen Herstellung und elektronische Vorrichtung
    • 2. Erste Ausführungsform
    • 2-1. Konfigurationsbeispiel eines CMOS-Bildsensors
    • 2-2. Konfigurationsbeispiel für die Einheitspixel
    • 2-3. Lichtblockierende Struktur des CMOS-Bildsensors
    • 2-3-1. Beispiel 1 (Beispiel für die Grundstruktur einer lichtblockierenden Struktur)
    • 2-3-2. Beispiel 2 (Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer lichtblockierenden Struktur)
    • 2-3-3. Beispiel 3 (Modifikationsbeispiel der lichtblockierenden Struktur nach Beispiel 1)
    • 2-3-4. Beispiel 4 (Modifikationsbeispiel der lichtblockierenden Struktur nach Beispiel 1)
    • 2-3-5. Beispiel 5 (Modifikationsbeispiel für die lichtblockierende Struktur nach Beispiel 1)
    • 2-3-6. Beispiel 6 (Modifikationsbeispiel von Beispiel 4 + Beispiel 5)
    • 2-3-7. Beispiel 7 (Modifikationsbeispiele von Beispiel 1: Musterbeispiele des Vorsprungschnitts des ersten lichtblockierenden Films)
    • 3. Zweite Ausführungsform
    • 4. Beispiele für Modifikationen
    • 5. Anwendungsbeispiele
    • 6. Verwenden Sie Beispiele der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung
    • 6-1. Elektronisches Gerät der vorliegenden Offenbarung (Beispiel eines Bildaufnahmegeräts)
    • 6-2. Anwendungsbeispiel für ein bewegtes Objekt
    • 7. Konfigurationen, die möglicherweise durch die vorliegende Offenbarung verwendet werden
  • < Allgemeine Beschreibung bezüglich des Festkörper-Bildaufnahmeelements der vorliegenden Offenbarung, Verfahren zu dessen Herstellung und elektronische Vorrichtung>
  • Die Tatsache, dass in einem Festkörper-Bildaufnahmeelement der vorliegenden Offenbarung eine Isolierfilmschicht, ein erster lichtblockierender Film und eine Verdrahtungsschicht auf einer zweiten Fläche eines Halbleitersubstrats gestapelt sind, auf der einer ersten Fläche, auf die Licht einfällt, gegenüberliegenden Seite, in dieser Reihenfolge von der Seite nahe der zweiten Fläche, bedeutet, dass das Festkörper-Bildaufnahmeelement der vorliegenden Offenbarung eines rückseitigen Beleuchtungstyps ist. Das heißt, unter der Annahme, dass die zweite Fläche, auf der die Verdrahtungsschicht gestapelt ist, eine Vorderseite (eine Frontfläche) ist, hat das Festkörper-Bildaufnahmeelement der vorliegenden Offenbarung eine rückseitig beleuchtete Pixelstruktur, die das von der Seite einer Rückseite (der ersten Fläche) auf der der zweiten Fläche gegenüberliegenden Seite einfallende Licht aufnimmt.
  • In einem Festkörper-Bildaufnahmeelement der vorliegenden Offenbarung, einem Verfahren zu seiner Herstellung und einer elektronischen Vorrichtung ist eine Konfiguration möglich, bei der ein vorstehender Abschnitt eines ersten lichtblockierenden Films in einem Teil vorgesehen ist, der der Ausbildungsposition mindestens eines ersten Lichtblockierabschnitts oder eines zweiten Lichtblockierabschnitts eines zweiten lichtblockierenden Films entspricht. In diesem Fall ist eine Konfiguration vorzuziehen, in der der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil mehr auf der Seite eines photoelektrischen Umwandlungsabschnitts als unmittelbar unter der Ausbildungsposition mindestens eines des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films oder in einem Teil unmittelbar unter der Ausbildungsposition mindestens eines des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films vorgesehen ist.
  • In dem Festkörper-Bildaufnahmeelement der vorliegenden Offenbarung, dem Verfahren zu seiner Herstellung und der elektronischen Vorrichtung, die die oben beschriebene bevorzugte Konfiguration enthält, ist eine Konfiguration möglich, bei der ein erster lichtblockierender Film vorgesehen ist, um das Ausbildungsgebiet eines photoelektrischen Umwandlungsabschnitts abzudecken. Ferner ist eine Konfiguration vorzuziehen, in der ein Vorsprungabschnitt eines ersten lichtblockierenden Films in einem Zustand des Vorstehens in eine Isolierfilmschicht oder in einem Zustand des Vorstehens in ein Halbleitersubstrat über eine Isolierfilmschicht vorgesehen ist.
  • Darüber hinaus ist bei dem Festkörper-Bildaufnahmeelement der vorliegenden Offenbarung, dem Verfahren zu seiner Herstellung und der elektronischen Vorrichtung einschließlich der oben beschriebenen bevorzugten Konfigurationen eine Konfiguration möglich, bei der ein erster Lichtblockierabschnitt und ein zweiter Lichtblockierabschnitt über einen dritten Lichtblockierabschnitt in einer Richtung parallel zur ersten Fläche eines Halbleitersubstrats verbunden sind. Darüber hinaus ist eine Konfiguration möglich, bei der eine Seitenfläche eines photoelektrischen Umwandlungsabschnitts von einem ersten Lichtblockierabschnitt und einem zweiten Lichtblockierabschnitt umgeben ist. Außerdem ist eine Konfiguration möglich, in der ein erster Lichtblockierabschnitt mindestens zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und einem Transfergateabschnitt zum Übertragen von Ladung vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt zu einem Ladungsrückhalteabschnitt und ein zweiter Lichtblockierabschnitt mindestens zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt eines Einheitspixels aus gegenseitig benachbarten Einheitspixeln und einem Ladungsrückhalteabschnitt des anderen Einheitspixels angeordnet ist.
  • Darüber hinaus ist bei dem Festkörper-Bildaufnahmeelement der vorliegenden Offenbarung, dem Verfahren zu seiner Herstellung und der elektronischen Vorrichtung, die die oben beschriebenen bevorzugten Konfigurationen enthält, eine Konfiguration möglich, bei der eine Isolierfilmschicht zwei Schichten aus einem ersten Isolierfilm und einem zweiten Isolierfilm mit unterschiedlichen Zusammensetzungen enthält und der erste Isolierfilm und der zweite Isolierfilm auf der zweiten Seite eines Halbleitersubstrats in dieser Reihenfolge von der Seite nahe der zweiten Seite aus gestapelt sind. Eine Konfiguration, bei der der erste Isolierfilm einen Oxidfilm und der zweite Isolierfilm einen Nitridfilm enthält, ist möglich.
  • Darüber hinaus ist bei dem Festkörper-Bildaufnahmeelement der vorliegenden Offenbarung, dem Verfahren zu seiner Herstellung und der elektronischen Vorrichtung, die die oben beschriebenen bevorzugten Konfigurationen enthält, eine Konfiguration möglich, bei der eine Isolierfilmschicht eine Dreischichtstruktur mit einem dritten isolierenden Film ist, der einen Oxidfilm auf der Seite eines zweiten isolierenden Films gegenüber einem ersten isolierenden Film enthält. In dieser Dreischichtstruktur ist es vorzuziehen, dass die Dicke des ersten Isolierfilms mehr als oder gleich 10 nm, die Dicke des zweiten Isolierfilms mehr als oder gleich 50 nm und die Dicke des dritten Isolierfilms mehr als oder gleich 25 nm beträgt. Ferner ist eine Konfiguration möglich, bei der ein zweiter Lichtblockierabschnitt den ersten Isolierfilm durchdringt und sich bis zum zweiten Isolierfilm erstreckt.
  • Weiterhin, in einem weiteren Festkörper-Bildaufnahmeelement der vorliegenden Offenbarung, ist eine Konfiguration möglich, in der ein Festkörper-Bildaufnahmeelement Folgendes umfasst:
    • einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt;
    • einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung zurückhält;
    • ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind;
    • eine Verdrahtungsschicht;
    • eine Isolierfilmschicht;
    • einen ersten lichtblockierenden Film; und
    • einen zweiten lichtblockierenden Film,
    • bei dem der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er mindestens ein Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und einen Vorsprungabschnitt aufweist, der auf einer Seite des Halbleitersubstrats in einem Teil vorsteht, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht, und
    • der zweite lichtblockierende Film
    • einen Oberflächenlichtblockierabschnitt, der in einem unteren Bereich eines eingegrabenen Bereichs eines Gebiets einer ersten Fläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, der dem Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts entspricht, und
    • einen Seitenflächenlichtblockierabschnitt aufweist, der sich vom Oberflächenlichtblockierabschnitt entlang einer Seitenfläche des Ladungsrückhalteabschnitts erstreckt.
  • In einem weiteren Festkörper-Bildaufnahmeelement der vorliegenden Offenbarung ist eine Konfiguration möglich, bei der der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem in die Isolierfilmschicht hineinragenden Zustand oder in einem über die Isolierfilmschicht in das Halbleitersubstrat hineinragenden Zustand vorgesehen ist.
  • <Erste Ausführungsform>
  • Zuerst werden ein Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und ein Verfahren zur Herstellung desselben beschrieben, insbesondere ein Festkörper-Bildaufnahmeelement mit einer rückseitigen Pixelbeleuchtungsstruktur und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
  • [Konfigurationsbeispiel eines CMOS-Bildsensors]
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines komplementären Metalloxid-Halbleiter-(CMOS-)Bildsensors zeigt, der ein Beispiel für ein Festkörper-Bildaufnahmeelement ist, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewendet wird.
  • Ein CMOS-Bildsensor 10 umfasst einen Pixel-Array-Abschnitt 11, einen vertikalen Treiberabschnitt 12, einen Spaltenverarbeitungsabschnitt 13, einen horizontalen Treiberabschnitt 14 und einen Systemsteuerungsabschnitt 15. Der Pixel-Array-Abschnitt 11, der vertikale Treiberabschnitt 12, der Spaltenverarbeitungsabschnitt 13, der horizontale Treiberabschnitt 14 und der Systemsteuerungsabschnitt 15 sind auf einem nicht dargestellten Halbleitersubstrat (Chip) ausgebildet.
  • Im Pixel-Array-Abschnitt 11 sind die Einheitspixel 20 mit je einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt, der entsprechend der einfallenden Lichtmenge eine Lichtladung erzeugt und die Lichtladung im Inneren akkumuliert, zweidimensional in einer Matrixform angeordnet. Die Einheitspixel 20 haben eine rückseitige Pixelbeleuchtungsstruktur (siehe 3). Im Folgenden kann eine der Menge des einfallenden Lichts entsprechende Lichtmenge einfach als „Ladung“ und die Einheitspixel einfach als „Pixel“ geschrieben werden.
  • In dem Pixel-Array-Abschnitt 11 wird ferner für jede Zeile entlang der Links-Rechts-Richtung der Zeichnung (der Anordnungsrichtung der Pixel einer Pixelzeile) eine Pixeltreiberleitung 16 (161 bis 16m) und für jede Spalte entlang der Aufwärts-Abwärts-Richtung der Zeichnung (der Anordnungsrichtung der Pixel einer Pixelspalte) eine vertikale Signalleitung 17 (171 bis 17n) für eine Pixelanordnung von m Zeilen und n Spalten gebildet. Ein Ende der Pixeltreiberleitung 16 ist mit einem Ausgangsende verbunden, das jeder Zeile des vertikalen Treiberabschnitts 12 entspricht.
  • Der CMOS-Bildsensor 10 enthält außerdem einen Signalverarbeitungsabschnitt 18 und einen Datenspeicherabschnitt 19. Der Signalverarbeitungsabschnitt 18 und der Datenspeicherabschnitt 19 können durch Verarbeitung durch einen externen Signalverarbeitungsabschnitt bearbeitet werden, der auf einem anderen Substrat als dem Substrat des CMOS-Bildsensors 10 vorgesehen ist, wie z.B. ein digitaler Signalprozessor (DSP) oder eine Softwareanwendung, oder sie können auf demselben Substrat wie das Substrat des CMOS-Bildsensors 10 montiert werden.
  • Der vertikale Treiberabschnitt 12 enthält ein Schieberegister, einen Adressdecoder usw. und ist eine Pixelansteuerungssektion, die jedes Pixel 20 des Pixel-Array-Abschnitts 11 gleichzeitig für alle Pixel, in einer Reihe usw. ansteuert. Obwohl die Darstellung einer spezifischen Konfiguration des vertikalen Treiberabschnitts 12 weggelassen wurde, enthält der vertikale Treiberabschnitt 12 ein LeseAbtastsystem und ein Wobbel-Abtastsystem und kann durch Ansteuerung dieser Abtastsysteme eine kollektive Wobbelung und eine kollektive Übertragung durchführen.
  • Das Leseabtastsystem tastet selektiv Einheitspixel 20 des Pixel-Array-Abschnitts 11 auf Zeilenbasis nacheinander ab, um ein Signal aus dem Einheitspixel 20 auszulesen. Im Falle einer Reihenansteuerung (Rolling-Shutter-Betrieb) wird zum Abtasten eine Lesezeile, auf der das Leseabtastsystem eine Leseabtastung durchführen soll, um einen Betrag, der der Verschlusszeit entspricht, früher als die Leseabtastung durchgeführt. Außerdem wird bei globaler Belichtung (Global-Shutter-Betrieb) das kollektive Abtasten um einen Betrag, der der Verschlusszeit entspricht, früher als die kollektive Übertragung durchgeführt.
  • Durch das Abtasten wird unnötige Ladung aus dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt der Einheitspixel 20 der Lesezeile herausgefegt (zurückgesetzt). Dann wird durch das Abtasten (Zurücksetzen) der unnötigen Ladung ein sogenannter elektronischer Verschlussvorgang durchgeführt. Hier bezieht sich der elektronische Verschlussvorgang auf einen Vorgang, bei dem die Lichtladung des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts verworfen und die Belichtung neu gestartet wird (Beginn der Akkumulation der Lichtladung).
  • Das Signal, das durch den Lesevorgang durch das Leseabtastsystem ausgelesen wird, ist ein Signal, das der Lichtmenge entspricht, die ab dem Zeitpunkt des unmittelbar vorhergehenden Lesevorgangs oder der elektronischen Verschlussbetätigung einfällt. Im Falle einer Reihenansteuerung ist der Zeitraum von der Lesezeit auf der Grundlage des unmittelbar vorhergehenden Lesevorgangs oder der Abtastzeit auf der Grundlage des elektronischen Verschlusses bis zur Lesezeit auf der Grundlage des aktuellen Lesevorgangs der Zeitraum der Akkumulation der Lichtladung (Belichtungszeit) im Einheitspixel. Im Falle einer globalen Belichtung ist der Zeitraum vom kollektiven Abtasten bis zur kollektiven Übertragung der Akkumulationszeitraum (Belichtungszeitraum).
  • Pixelsignale, die von den Einheitspixeln 20 der Pixelreihen ausgegeben werden, die selektiv von dem vertikalen Treiberabschnitt 12 abgetastet werden, werden dem Spaltenverarbeitungsabschnitt 13 über die vertikalen Signalleitungen 17 zugeführt. Der Spaltenverarbeitungsabschnitt 13 führt eine vorgeschriebene Signalverarbeitung an einem Pixelsignal durch, das von jedem Einheitspixel 20 der ausgewählten Zeile durch die vertikale Signalleitung 17 ausgegeben wird, und behält das Pixelsignal nach der Signalverarbeitung vorübergehend in Einheiten der Pixelspalten des Pixel-Array-Abschnitts 11 bei.
  • Im Einzelnen führt der Spaltenverarbeitungsabschnitt 13 als Signalverarbeitung zumindest eine Rauschunterdrückung durch, z.B. eine korrelierte Doppelabtastung (CDS). Durch die korrelierte Doppelabtastung durch den Spaltenverarbeitungsabschnitt 13 wird das dem Pixel eigene Fixmusterrauschen, wie z.B. Reset-Rauschen und Schwellenwertvariation zwischen den Verstärkungstransistoren (siehe 2), entfernt. Zu beachten ist, dass der Spaltenverarbeitungsabschnitt 13 z.B. mit einer Analog-Digital (AD)-Wandlungsfunktion sowie der Rauschunterdrückungs-Verarbeitungsfunktion ausgestattet sein kann und den Signalpegel mittels eines digitalen Signals ausgibt.
  • Der horizontale Treiberabschnitt 14 enthält ein Schieberegister, einen Adressendecoder usw. und wählt nacheinander Einheitsschaltungen aus, die den Pixelspalten des Spaltenverarbeitungsabschnitts 13 entsprechen. Durch die selektive Abtastung durch den horizontalen Treiberabschnitt 14 werden die Pixelsignale, die eine Signalverarbeitung durch den Spaltenverarbeitungsabschnitt 13 durchlaufen haben, sequentiell an die Signalverarbeitungssektion 18 ausgegeben.
  • Der Systemsteuerungsabschnitt 15 enthält einen Zeitsteuerungsgenerator, der verschiedene Zeitsteuerungssignale usw. erzeugt und verschiedene vom Zeitsteuerungsgenerator erzeugte Zeitsteuerungssignale verwendet, um die Antriebssteuerung des vertikalen Treiberabschnitts 12, des Spaltenverarbeitungsabschnitts 13, des horizontalen Treiberabschnitts 14 usw. durchzuführen.
  • Der Signalverarbeitungsabschnitt 18 hat mindestens eine Additionsverarbeitungsfunktion und führt verschiedene Signalverarbeitungsvorgänge aus, wie z.B. die Additionsverarbeitung eines Pixelsignals, das vom Spaltenverarbeitungsabschnitt 13 ausgegeben wird. Der Datenspeicherabschnitt 19 speichert zum Zeitpunkt der Verarbeitung die für die Signalverarbeitung im Signalverarbeitungsabschnitt 18 erforderlichen Daten vorübergehend.
  • [Konfigurationsbeispiel für die Einheitspixel]
  • Als nächstes wird eine spezifische Konfiguration jedes der Einheitspixel 20 beschrieben, die in einer Matrixform im Pixel-Array-Abschnitt 11 von 1 angeordnet sind.
  • 2 ist ein Diagramm, das einen Überblick über ein Konfigurationsbeispiel der Einheitspixel 20 zeigt. Das Einheitspixel 20 enthält z.B. eine Photodiode (PD) 21 als photoelektrischen Umwandlungsabschnitt. Die Photodiode 21 ist zum Beispiel eine Photodiode vom Einbettungstyp, die dadurch gebildet wird, dass in einer p-Typ-Wannenschicht 32, die auf einem n-Typ-Halbleitersubstrat 31 gebildet wird, eine p-Typ-Schicht 211 auf der Oberflächenseite des Substrats gebildet wird und eine n-Typ-Einbettschicht 212 eingebettet wird. Zu beachten ist, dass die Verunreinigungskonzentration der eingebetteten n-Typ-Schicht 212 so eingestellt ist, dass die eingebettete n-Typ-Schicht 212 in einen Verarmungszustand übergeht, wenn die Ladung abgeleitet wird.
  • Das Einheitspixel 20 enthält zusätzlich zur Photodiode 21 einen ersten Transfergateabschnitt 22, einen zweiten Transfergateabschnitt 23 und einen Ladungsrückhalteabschnitt (MEM) 24. Der erste Transfergateabschnitt 22 enthält eine Gateelektrode 221, die an einer Stelle angeordnet ist, die die Photodiode 21 und den Ladungsrückhalteabschnitt 24 überspannt. Der zweite Transfergateabschnitt 23 enthält eine Gateelektrode 231 und eine Gateelektrode 232, die in der Nähe des Ladungsrückhalteabschnitts 24 angeordnet sind.
  • Das Einheitspixel 20 des vorliegenden Beispiels verwendet eine Konfiguration, in der der Ladungsrückhalteabschnitt 24 durch Verwendung einer n-leitenden Diffusionsregion 242 vom Einbettungs-Typ gebildet wird, wobei eine p-leitende Schicht 241 auf der Oberfläche angeordnet ist. Selbst in einem Fall, in dem der Ladungsrückhalteabschnitt 24 auf diese Weise durch Verwendung der n-Typ-Diffusionsregion 242 gebildet wird, kann eine ähnliche Wirkung und ein ähnlicher Effekt wie bei der Bildung durch Verwendung eines eingebetteten Kanals erzielt werden. Insbesondere kann eine Situation, in der sich der an der Si-SiO2-Grenzfläche auftretende Dunkelstrom in der n-Typ-Diffusionsregion 242 des Ladungsrückhalteabschnitts 24 akkumuliert, vermieden werden, indem die n-Typ-Diffusionsregion 242 im Inneren der p-Typ-Wannenschicht 32 gebildet wird und die p-Typ-Schicht 241 auf der Oberflächenseite des Substrats gebildet wird; diese Konfiguration kann somit zu einer Verbesserung der Bildqualität beitragen.
  • Durch Anlegen eines Steuersignals TRY an die Gateelektrode 221 überträgt der erste Transfergateabschnitt 22 die Ladung, die von der Photodiode 21 photoelektrisch umgewandelt und im Inneren der Photodiode 21 angesammelt wird, auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24. Außerdem fungiert der erste Transfergateabschnitt 22 als Gate, um den Rückfluss der Ladung vom Ladungsrückhalteabschnitt 24 zur Photodiode 21 zu verhindern.
  • Im zweiten Transfergateabschnitt 23 fungiert die Gateelektrode 221 zum Zeitpunkt des Ladungsübergangs von der Photodiode 21 zum Ladungsrückhalteabschnitt 24 als Gate und fungiert als Gate, um den Ladungsrückhalteabschnitt 24 zur Ladungsspeicherung zu veranlassen. Die Gateelektrode 221 fungiert als Gate zum Zeitpunkt der Übertragung von Ladung vom Ladungsrückhalteabschnitt 24 zu einem floatenden bzw. potentialfreien Diffusionsbereich (FD) 25 und fungiert als Gate, um den Ladungsrückhalteabschnitt 24 zur Ladungsspeicherung zu veranlassen. Der floatende bzw. potentialfreie Diffusionsbereich 25 ist ein Ladungs-Spannungswandlungsabschnitt mit einer n-leitenden Schicht.
  • Im zweiten Transfergateabschnitt 23 wird der Ladungsrückhalteabschnitt 24 durch ein Steuersignal TX1 und ein Steuersignal TX2 moduliert, die an die Gateelektrode 231 bzw. die Gateelektrode 232 angelegt werden. Das heißt, das Potential des Ladungsrückhalteabschnitts 24 wird durch ein Treibersignal TX1 und ein Treibersignal TX2 vertieft, die an die Gateelektrode 231 bzw. die Gateelektrode 232 angelegt werden. Dadurch kann der Betrag der Sättigungsladung des Ladungsrückhalteabschnitts 24 größer gemacht werden als in einem Fall, in dem keine Modulation angewendet wird.
  • Das Einheitspixel 20 enthält außerdem einen dritten Transfergateabschnitt 26. Durch Anlegen eines Steuersignals TRG an eine Gateelektrode 261 überträgt der dritte Transfergateabschnitt 26 die in dem Ladungsrückhalteabschnitt 24 angesammelte Ladung in den floatenden bzw. potentialfreien Diffusionsbereich 25. Der floatende bzw. potentialfreie Diffusionsbereich 25 wandelt die vom Ladungsrückhalteabschnitt 24 durch den dritten Transfergateabschnitt 26 übertragene Ladung in Spannung um.
  • Das Einheitspixel 20 enthält außerdem einen Rücksetztransistor 27, einen Verstärkungstransistor 28 und einen Auswahltransistor 29. Zu beachten ist, dass, obwohl 2 ein Beispiel zeigt, in dem n-Kanal-MOS-Transistoren für den Rücksetztransistor 27, den Verstärkungstransistor 28 und den Auswahltransistor 29 verwendet werden, die Kombination der Leitfähigkeitstypen des Rücksetztransistors 27, des Verstärkungstransistors 28 und des Auswahltransistors 29 nicht auf die Kombination dieses Beispiels beschränkt ist.
  • Der Rücksetztransistor 27 ist zwischen einem Knoten einer Versorgungsspannung Vrst und dem floatenden bzw. potentialfreien Diffusionsbereich 25 angeschlossen und setzt den floatenden bzw. potentialfreien Diffusionsbereich 25 durch ein an die Gateelektrode angelegtes Steuersignal RST zurück. Für den Verstärkungstransistor 28 ist die Drain-Elektrode mit einem Knoten einer Versorgungsspannung Vdd und die Gateelektrode mit dem floatenden bzw. potentialfreien Diffusionsbereich 25 verbunden; der Verstärkungstransistor 28 liest die Spannung des floatenden bzw. potentialfreien Diffusionsbereichs 25 aus.
  • Beim Auswahltransistor 29 beispielsweise ist die Drain-Elektrode mit der Source-Elektrode des Verstärkungstransistors 28 und die Source-Elektrode mit der vertikalen Signalleitung 17 verbunden; durch Anlegen eines Steuersignals SEL an die Gateelektrode wählt der Auswahltransistor 29 ein Einheitspixel 20 aus, von dem ein Pixelsignal ausgelesen werden soll. Zu beachten ist, daß auch eine Konfiguration verwendet werden kann, bei der der Auswahltransistor 29 zwischen einem Knoten einer Versorgungsspannung Vdd und der Drain-Elektrode des Verstärkungstransistors 28 angeschlossen ist.
  • In dem oben erwähnten Konfigurationsbeispiel der Einheitspixel 20 können je nach Ausleseverfahren eines oder mehrere der Rücksetztransistoren 27, des Verstärkungstransistors 28 und des Auswahltransistors 29 weggelassen werden.
  • Obwohl im Konfigurationsbeispiel der Einheitspixel 20 von 2 ein eingebetteter n-Typ-Kanal in der p-Typ-Wannenschicht 32 gebildet wird, kann der entgegengesetzte Leitfähigkeitstyp verwendet werden. In diesem Fall sind alle Potentialbeziehungen umgekehrt.
  • Weiterhin ist in dem in 2 dargestellten Einheitspixel 20 auch ein Überlaufgateabschnitt 33 zur Verhinderung der Überlichtung vorgesehen. Durch ein Steuersignal OFG, das zum Zeitpunkt des Belichtungsbeginns an eine Gateelektrode 331 des Überlaufgateabschnitts 33 angelegt wird, leitet der Überlaufgateabschnitt 33 die Ladung der Photodiode 21 an eine n-Typ-Schicht 34 ab. Eine vorgeschriebene Spannung Vdd ist an die n-Typ-Schicht 34 angelegt worden.
  • Der CMOS-Bildsensor 10 nach der vorliegenden Ausführung mit dem oben erwähnten Einheitspixel 20 erreicht einen globalen Verschlussvorgang (Globalbelichtung), indem er die Belichtung gleichzeitig für alle Pixel beginnt, die Belichtung gleichzeitig für alle Pixel beendet und die in der Photodiode 21 angesammelte Ladung in den lichtgeschützten Ladungsrückhalteabschnitt 24 überträgt. Durch den Global-Shutter-Betrieb kann eine verzerrungsfreie Abbildung auf der Grundlage einer für alle Pixel übereinstimmenden Belichtungszeit erreicht werden.
  • [Lichtblockierende Struktur des CMOS-Bildsensors]
  • Der CMOS-Bildsensor 10 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform der oben genannten Konfiguration hat eine lichtblockierende Struktur, die den Lichteinfall auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 unterdrückt. Nachfolgend werden spezifische Beispiele für die lichtblockierende Struktur des CMOS-Bildsensors 10 beschrieben.
  • <<Beispiel 1>>
  • Beispiel 1 ist ein Beispiel für die Grundstruktur einer lichtblockierenden Struktur des CMOS-Bildsensors 10 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform. 3 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine Grundstruktur einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1 zeigt.
  • Wie in 3 dargestellt, hat der CMOS-Bildsensor 10 eine Konfiguration, bei der ein Halbleitersubstrat 51, eine Isolierfilmschicht 52, ein erster lichtblockierender Film 53 und eine Verdrahtungsschicht 54 in dieser Reihenfolge von der Oberseite der Zeichnung aus gestapelt sind. Der CMOS-Bildsensor 10 ist ein rückseitig beleuchtetes Bildaufnahmeelement, bei dem Licht, das von der Rückseite des Halbleitersubstrats 51 auf der der Vorderseite, auf der die Verdrahtungsschicht 54 gestapelt ist, gegenüberliegenden Seite auf die Photodiode 21 fällt.
  • Das heißt, der CMOS-Bildsensor 10 hat eine Konfiguration, bei der die Isolierfilmschicht 52, der erste lichtblockierende Film 53 und die Verdrahtungsschicht 54 auf dem Halbleitersubstrat 51 auf einer zweiten Fläche (einer Vorderseite) auf der gegenüberliegenden Seite zu einer ersten Fläche (einer Rückseite), auf die Licht einfällt, in dieser Reihenfolge von der Seite nahe der zweiten Fläche gestapelt sind. Außerdem hat der CMOS-Bildsensor 10 eine Konfiguration, bei der ein zweiter lichtblockierender Film 57 auf der Einfallsseite des Halbleitersubstrats 51 und zwischen der Photodiode 21 und dem Ladungsrückhalteabschnitt 24 über einen Mehrschichtfilm 56 gebildet wird. Der Mehrschichtfilm 56 umfasst beispielsweise einen Film mit einer dreischichtigen Struktur, die einen Film mit fester Ladung, einen Antireflexfilm und einen Isolierfilm umfasst. Der Isolierfilm umfasst beispielsweise einen Oxidfilm, wie einen SiO2-Film.
  • Zu beachten ist, dass, obwohl die Darstellung weggelassen wird, z.B. ein Passivierungsfilm, ein Farbfilter, Mikrolinsen usw. auf der Rückseite des Halbleitersubstrats 51 gestapelt sind. Weiterhin ist z.B. ein Trägersubstrat unter der Verdrahtungsschicht 54 gestapelt.
  • Im Folgenden kann die Rückseite des Halbleitersubstrats 51 als Einfallsfläche bezeichnet werden. Ferner wird eine Fläche des Halbleitersubstrats 51, die die Vorderseite ist und an der Grenze zur Verdrahtungsschicht 54 liegt, als Grenzfläche bezeichnet. Ferner wird eine Fläche der Photodiode 21 auf der Seite der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 als Lichtempfangsfläche und eine Fläche auf der der Lichtempfangsfläche gegenüberliegenden Seite als untere Fläche bezeichnet. Ferner wird eine Fläche des Ladungsrückhalteabschnitts 24 auf der Seite der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 als obere Fläche und eine Fläche auf der der oberen Fläche gegenüberliegenden Seite als untere Fläche bezeichnet.
  • Das Halbleitersubstrat 51 umfasst beispielsweise ein Siliziumsubstrat. Die Photodiode 21 und der Ladungsrückhalteabschnitt 24 sind im Halbleitersubstrat 51 ausgebildet. Zu beachten ist, dass die Photodiode 21 auf der linken Seite und der Ladungsrückhalteabschnitt 24 in der Zeichnung in demselben Pixel 20 angeordnet sind, und die Photodiode 21 auf der rechten Seite und der Ladungsrückhalteabschnitt 24 sind in benachbarten verschiedenen Pixeln 20 angeordnet.
  • Die Isolierfilmschicht 52 umfasst z.B. einen dreischichtigen Isolierfilm aus einem ersten Isolierfilm 52A, einem zweiten Isolierfilm 52B und einem dritten Isolierfilm 52C (Dreischichtaufbau). Sowohl der erste Isolierfilm 52A als auch der dritte Isolierfilm 52C enthält beispielsweise einen Oxidfilm wie eine SiO2-Schicht, und der zweite Isolierfilm 52B enthält beispielsweise einen Nitridfilm wie einen SiN-Film. Der erste Isolierfilm 52A dient auch als Isolierfilm zwischen einer Gateelektrode 55 und dem Halbleitersubstrat 51. Zu beachten ist, dass die Gateelektrode 55 z.B. der Gateelektrode 221 des ersten Transfergateabschnitts 22 von 2 entspricht.
  • (In Bezug auf den ersten lichtblockierenden Film)
  • Der erste lichtblockierende Film 53 enthält zum Beispiel ein Metall mit lichtblockierenden Eigenschaften, wie Wolfram. Der erste lichtblockierende Film 53 ist auf der Seite der Verdrahtungsschicht 54 so vorgesehen, dass er mindestens den Bereich der Ladungsrückhaltezone 24 abdeckt, vorzugsweise so, dass die Bereiche der Photodiode 21 und der Ladungsrückhaltezone 24 abgedeckt werden. Der erste lichtblockierende Film 53 ist vorgesehen, um zu verhindern, daß Licht, das nicht von der Photodiode 21 absorbiert, sondern durch das Halbleitersubstrat 51 hindurchgelassen wird, auf die Verdrahtungsschicht 54 fällt. Durch die Wirkung des ersten lichtblockierenden Films 53 wird eine Situation unterbunden, in der durch das Halbleitersubstrat 51 durchgelassenes Licht auf die Verdrahtungsschicht 54 fällt, an der Verdrahtungsschicht 54 reflektiert wird und auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 trifft.
  • Hier ist es möglich, dass durch das Halbleitersubstrat 51 durchgelassenes Licht an einer zum Halbleitersubstrat 51 parallelen Fläche eines flachen Abschnitts 53C, der ein Hauptkörperabschnitt des ersten lichtblockierenden Films 53 ist, reflektiert wird und auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 einfällt. Somit hat der erste lichtblockierende Film 53 in einem Teil, der der Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films 57 entspricht, einen Vorsprungabschnitt, der von dem flachen Abschnitt 53C zur Seite des Halbleitersubstrats 51 hin vorsteht. Genauer gesagt hat der erste lichtblockierende Film 53 einen Vorsprungabschnitt 53A und einen Vorsprungabschnitt 53B in einem Teil, der der Ausbildungsposition mindestens eines, vorzugsweise beider, eines nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57B und eines durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C entspricht, die später für den zweiten lichtblockierenden Film 57 beschrieben werden. Der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B sind einstückig mit dem flachen Abschnitt 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 unter Verwendung eines Metalls mit lichtblockierenden Eigenschaften, wie Wolfram, geformt.
  • Der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B sind entlang der Längsrichtung des Ladungsrückhalteabschnitts 24 gebildet, teilweise mehr auf den Seiten der Photodioden 21 als unmittelbar unter den Ausbildungspositionen des nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57B und des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C des zweiten lichtblockierenden Films 57. Das heißt, der Vorsprungabschnitt 53A ist teilweise mehr auf der Seite der Photodiode 21 im gleichen Pixel als unmittelbar unter der Ausbildungsposition des nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57B vorgesehen, in einem Zustand, in dem er vom flachen Abschnitt 53C zur Seite des Halbleitersubstrats 51 vorsteht. Ferner ist der Vorsprungabschnitt 53B teilweise mehr auf der Seite der Photodiode 21 in einem benachbarten Pixel als unmittelbar unter der Ausbildungsposition des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C vorgesehen, in einem Zustand, in dem er vom flachen Abschnitt 53C zur Seite des Halbleitersubstrats 51 hin vorsteht.
  • Der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B haben die Wirkung, die Reflexion an der Oberseite des flachen Abschnitts 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 und den Einfall auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 zu verhindern. Im Hinblick auf die Verhinderung einer Situation, in der Licht, das am flachen Abschnitt 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 reflektiert wird, auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 einfällt, ist der Betrag des Vorsprungs, d.h. die Höhe des Vorsprungabschnitts 53A und des Vorsprungabschnitts 53B, vorzugsweise so hoch wie möglich. Umgekehrt kann eine zu große Höhe des Vorsprungs 53A und des Vorsprungs 53B ein Faktor für die Verschlechterung der Eigenschaften sein, wie z.B. weiße Flecken durch den Einfluss von Plasmaschäden usw. während der Verarbeitung des Vorsprungs 53A und des Vorsprungs 53B.
  • Von einem solchen Standpunkt aus gesehen ist die Höhenposition des Vorsprungs 53A und des Vorsprungs 53B, wie in 3 gezeigt, vorzugsweise in dem zweiten Isolierfilm 52B mit einem Nitridfilm wie einem SiN-Film, der eine Zwischenschicht in der Isolierfilmschicht 52 eines Dreischichtaufbaus ist, festgelegt. Obwohl die Höhenposition des Vorsprungs 53A und des Vorsprungs 53B vorzugsweise in dem zweiten Isolierfilm 52B, die eine Zwischenschicht ist, festgelegt ist, ist die Höhenposition nicht darauf beschränkt und kann in dem ersten Isolierfilm 52A der ersten Schicht oder in dem dritten Isolierfilm 52C der dritten Schicht festgelegt werden.
  • (In Bezug auf den zweiten lichtblockierenden Film)
  • Der zweite lichtblockierende Film 57 enthält beispielsweise ein Metall mit lichtblockierenden Eigenschaften, wie Wolfram. Der zweite lichtblockierende Film 57 verhindert hauptsächlich eine Situation, in der Licht, das von der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 einfällt, direkt oder indirekt auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 trifft. Der zweite lichtblockierende Film 57 enthält einen Oberflächenlichtblockierabschnitt 57A, den nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitt 57B und den durchdringenden Lichtblockierabschnitt 57C.
  • Der Oberflächenlichtblockierabschnitt 57A ist ein dritter Lichtblockierabschnitt und bedeckt einen Bereich der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51, ausgenommen oberhalb der Lichtempfangsfläche der Photodiode 21. Das heißt, der Oberflächenlichtblockierabschnitt 57A deckt einen Bereich der Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats 51 ab, mit Ausnahme eines Bereichs, in dem Licht in Richtung der Photodiode 21 einfällt.
  • Der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B ist ein erster Lichtblockierabschnitt und erstreckt sich von der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 teilweise durch das Halbleitersubstrat 51. Außerdem ist in diesem Beispiel der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B mindestens zwischen der Photodiode 21 und der Ladungserhaltungssektion 24 im selben Pixel 20 angeordnet.
  • Der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C ist ein zweiter Lichtblockierabschnitt und durchdringt das Halbleitersubstrat 51 und erstreckt sich teilweise durch die Isolierfilmschicht 52, im vorliegenden Beispiel durchdringt er den ersten Isolierfilm 52A und erstreckt sich bis zum zweiten Isolierfilm 52B. Das heißt, der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C erstreckt sich länger als der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B. Außerdem ist in diesem Beispiel der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C zwischen der Photodiode 21 und dem Ladungsrückhalteabschnitt 24, die in voneinander verschiedenen Pixeln 20 angeordnet sind, angeordnet. Das heißt, der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C ist mindestens zwischen der Photodiode 21 eines Pixels 20 und dem Ladungsrückhalteabschnitt 24 des anderen Pixels 20 aus gegenseitig benachbarten Pixeln 20 angeordnet.
  • Der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B, der der erste Lichtblockierabschnitt ist, und der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C, der der zweite Lichtblockierabschnitt ist, sind über den Oberflächenlichtblockierabschnitt 57A, der der dritte Lichtblockierabschnitt ist, in einer Richtung parallel zur Einfallsfläche (der ersten Fläche) des Halbleitersubstrats 51 verbunden. Außerdem ist die Seitenfläche der Photodiode 21 von dem nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitt 57B und dem durchdringenden Lichtblockierabschnitt 57C umgeben.
  • (In Bezug auf die Dicken der Isolierfilme der Isolierfilmschicht)
  • Hier werden Beispiele für die Dicken des ersten Isolierfilms 52A, des zweiten Isolierfilms 52B und des dritten Isolierfilms 52C der Isolierfilmschicht 52 beschrieben.
  • Die Dicke des ersten Isolierfilms 52A ist z.B. auf mehr als oder gleich 10 nm eingestellt. Dies ist beispielsweise eine Dicke, die notwendig ist, um die Verarbeitungseinstellung der Tiefe eines Grabens vorzunehmen, der für die Bildung des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C vorgesehen ist und das Halbleitersubstrat 51 durchdringt. Der erste Isolierfilm 52A dient jedoch auch als Isolierfilm zwischen der Gateelektrode 55 und dem Halbleitersubstrat 51; daher ist es nicht sehr wünschenswert, den ersten Isolierfilm 52A zu dick einzustellen. Daher wird die Dicke des ersten Isolierfilms 52A vorzugsweise z.B. im Bereich von 10 nm bis 20 nm eingestellt.
  • Die Dicke des zweiten Isolierfilms 52B ist z.B. auf mehr als oder gleich 50 nm eingestellt. Dies ist z.B. eine Dicke, die für die Verarbeitungseinstellung von Kontakten, die in der Verdrahtungsschicht 54 gebildet werden, und die Verarbeitungkontrolle eines Grabens notwendig ist, der für die Bildung des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C vorgesehen ist und das Halbleitersubstrat 51 durchdringt. Die Dicke ist zum Beispiel eine Dicke, die notwendig ist, damit Gräben zur Bildung von Kontakten das Halbleitersubstrat 51 erreichen, damit das Halbleitersubstrat 51 nicht durch Beschädigungen aufgrund der Verarbeitung von Kontakten beschädigt wird und damit ein Graben, der zur Bildung des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C dient und das Halbleitersubstrat 51 durchdringt, in dem zweiten Isolierfilm 52B gestoppt wird. Unter dem Gesichtspunkt der Dickenreduzierung usw. des CMOS-Bildsensors 10 ist es jedoch nicht sehr wünschenswert, den zweiten Isolierfilm 52B zu dick einzustellen. Daher wird die Dicke des zweiten Isolierfilms 52B vorzugsweise z.B. im Bereich von 50 nm bis 100 nm eingestellt.
  • Die Dicke des dritten Isolierfilms 52C ist z.B. auf mehr als oder gleich 25 nm eingestellt. Dies ist beispielsweise eine Dicke, die notwendig ist, um zu verhindern, dass der dritte Isolierfilm 52C beschädigt und der zweite Isolierfilm 52B bei der Verarbeitung des ersten lichtblockierenden Films 53 freigelegt wird. Unter dem Gesichtspunkt der Dickenreduzierung etc. des CMOS-Bildsensors 10 ist es jedoch nicht sehr wünschenswert, den dritten Isolierfilm 52C zu dick einzustellen. Daher wird die Dicke des dritten Isolierfilms 52C vorzugsweise z.B. im Bereich von 30 nm bis 100 nm eingestellt.
  • 4 ist ein Querschnitt, der schematisch eine planare Anordnung eines Querschnitts zeigt, der entlang der Linie A-A des CMOS-Bildsensors 10 von 3 in Pfeilrichtung aufgenommen wurde. Zu beachten ist, dass in 4 zur Unterscheidung zwischen dem nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitt 57B und dem durchdringenden Lichtblockierabschnitt 57C der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B durch ein Muster von schrägen Linien dargestellt ist, die sich in einer schräg rechten unteren Richtung erstrecken und enge Intervalle aufweisen, und der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C durch ein Muster von schrägen Linien dargestellt ist, die sich in einer schräg linken unteren Richtung erstrecken und große Intervalle aufweisen.
  • Ferner sind die Positionen der Gateelektrode 221 des ersten Transfergateabschnitts 22, der Gateelektroden 231 und 232 des zweiten Transfergateabschnitts 23, der Gateelektrode 261 des dritten Transfergate-Teilstücks 26 und der Gateelektrode 331 des Überlaufgateabschnitts 33, die auf der Grenzflächenseite des Halbleitersubstrats 51 gebildet werden, durch gepunktete Linien dargestellt. In ähnlicher Weise sind die Positionen einer Gateelektrode 271 des Rücksetztransistors 27, einer Gateelektrode 281 des Verstärkungstransistors 28 und einer Gateelektrode 291 des Auswahltransistors 29 durch gepunktete Linien dargestellt. Weiterhin sind die Positionen der Kontakte 58_1 bis 58_23, die in der Verdrahtungsschicht 54 gebildet werden, durch gepunktete Linien dargestellt.
  • Zu beachten ist, dass in einem Fall, in dem die Positionsbeziehungen zwischen den Abschnitten in der Einheitspixel 20 beschrieben werden, eine Beschreibung mit der Links-Rechts-Richtung (nachfolgend gelegentlich als „X-Richtung“ geschrieben) und der Aufwärts-Abwärts-Richtung (nachfolgend gelegentlich als „Y-Richtung“ geschrieben) in 4 gegeben wird.
  • Weiterhin ist in 4 ein Pixel 20 in der Mitte und Teile der umgebenden Pixel 20 dargestellt. Es werden entsprechende Teile der Pixel 20 mit dem gleichen Bezugszeichen markiert. Zu beachten ist, dass die Anordnungen der Abschnitte in Pixeln 20, die in X-Richtung nebeneinander liegen, gegenseitig links-rechts-symmetrisch sind. Ferner sind die Anordnungen der in Y-Richtung benachbarten Abschnitte in Pixeln 20 ähnlich.
  • In 4 sind der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 durch schattierte Muster dargestellt. Wie in 4 gezeigt, sind der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 parallel zueinander entlang der Längsrichtung des Ladungsrückhalteabschnitts 24, d.h. in X-Richtung, ausgebildet.
  • Auf der Photodiode 21 sind die Gateelektrode 221 des ersten Transfergateabschnitts 22, die Gateelektroden 231 und 232 des zweiten Transfergateabschnitts 23 und die Gateelektrode 261 des dritten Transfergateabschnitts 26 so angeordnet, dass sie von links nach rechts der Zeichnung in X-Richtung ausgerichtet sind. Der Kontakt 58_1 und der Kontakt 58_2 sind im Wesentlichen in der Mitte der Gateelektrode 221 so angeordnet, dass sie in der Links-Rechts-Richtung ausgerichtet sind. Der Kontakt 58_3 und der Kontakt 58_4 sind fast in der Mitte der Gateelektrode 231 so angeordnet, dass sie in der Links-Rechts-Richtung ausgerichtet sind. Der Kontakt 58_5 und der Kontakt 58_6 sind fast in der Mitte der Gateelektrode 232 so angeordnet, dass sie in Links-Rechts-Richtung ausgerichtet sind. Die Kontakte 58_1 bis 58_6 sind in einer Linie in X-Richtung ausgerichtet. Der Kontakt 58_7 und der Kontakt 58_8 sind am rechten Ende der Gateelektrode 261 in Y-Richtung ausgerichtet angeordnet.
  • Außerdem ist der Ladungsrückhalteabschnitt 24 so platziert, dass er fast überlagert ist von der Gateelektrode 221, der Gateelektrode 231 und der Gateelektrode 232.
  • Die Gateelektrode 271 des Rücksetztransistors 27, die Gateelektrode 281 des Verstärkungstransistors 28 und die Gateelektrode 291 des Auswahltransistors 29 sind auf der rechten Seite der Photodiode 21 so angeordnet, dass sie in Aufwärts-/Abwärtsrichtung ausgerichtet sind. Der Kontakt 58_9 befindet sich auf der Oberseite der Zeichnung der Gateelektrode 271. Der Kontakt 58_10 befindet sich am unteren Ende der Gateelektrode 271. Der Kontakt 58_11 wird zwischen der Gateelektrode 271 und der Gateelektrode 281 platziert. Der Kontakt 58_12 und der Kontakt 58_13 sind im Wesentlichen in der Mitte der Gateelektrode 281 angeordnet, so dass sie in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung ausgerichtet sind. Die Kontakte 58_9 bis 58_13 sind in einer Linie in Y-Richtung ausgerichtet.
  • Der Kontakt 58_14 und der Kontakt 58_15 sind zwischen der Gateelektrode 281 und der Gateelektrode 291 so angeordnet, dass sie in Links-Rechts-Richtung ausgerichtet sind. Der Kontakt 58_16 und der Kontakt 58_17 sind fast in der Mitte der Steuerelektrode 291 so angeordnet, dass sie in Links-Rechts-Richtung ausgerichtet sind. Der Kontakt 58_18 und der Kontakt 58_19 sind auf der unteren Seite der Zeichnung der Steuerelektrode 291 links-rechts ausgerichtet angeordnet. Kontakt 58_14 , Kontakt 58_16 und Kontakt 58_18 sind in einer Linie in Y-Richtung ausgerichtet. Kontakt 58_15 , Kontakt 58_17 und Kontakt 58_19 sind in einer Linie in Y-Richtung ausgerichtet.
  • Die Gateelektrode 331 des Überlaufgateabschnitts 33 ist auf der linken Seite der Photodiode 21 angeordnet. Der Kontakt 58_20 und der Kontakt 58_21 sind auf der Oberseite in der Gateelektrode 331 so angeordnet, dass sie nach oben und unten ausgerichtet sind. Der Kontakt 58_22 ist in einem vertieften Abschnitt am unteren Ende der Gateelektrode 331 angeordnet. Der Kontakt 58_23 ist auf der unteren Seite der Zeichnung der Gateelektrode 331 angeordnet. Die Kontakte 58_20 bis 58_23 sind in einer Linie in Y-Richtung ausgerichtet.
  • Der Umfang (Seitenfläche) der Photodiode 21 ist von dem nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitt 57B und dem durchdringenden Lichtblockierabschnitt 57C umgeben. Der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B und der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C sind ohne Unterbrechung in einer Richtung parallel zur Einfallseite des Halbleitersubstrats 51 verbunden und umgeben den Umfang (Seitenfläche) der Photodiode 21 ohne Unterbrechung. Außerdem setzt sich der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B ohne Unterbrechung auch zwischen den links und rechts benachbarten Pixeln 20 fort.
  • Von den die Photodiode 21 umgebenden Lichtblockierabschnitten wird der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C zwischen der Photodiode 21 und der Gateelektrode 231 und der Gateelektrode 232 im gleichen Pixel 20 wie das oben erwähnte Pixel der Photodiode 21 angeordnet. Außerdem ist der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C zwischen der Photodiode 21 und dem Ladungsrückhalteabschnitt 24 eines Pixels 20, das in der Aufwärts-Abwärts-Richtung benachbart ist, angeordnet.
  • Der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B ist im anderen Teil platziert. Insbesondere ist der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B zwischen der Photodiode 21 und einem in Links-Rechts-Richtung benachbarten Pixel 20 angeordnet. Dies dient dazu, die Gateelektroden von Transistoren (27 bis 29) und Kontakten zu bilden. Außerdem ist der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B zwischen der Photodiode 21 und der Gateelektrode 221 des ersten Transfergateabschnitts 22 im gleichen Pixel angeordnet. Dies dient dazu, einen Pfad zu gewährleisten, durch den Ladung von der Photodiode 21 zum Ladungsrückhalteabschnitt 24 fließt. Außerdem ist der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem zweiten lichtblockierenden Film 57, der sich in X-Richtung erstreckt, und dem zweiten lichtblockierenden Film 57, der sich in Y-Richtung erstreckt (ein Bereich, in dem sich die zweiten lichtblockierenden Filme 57 kreuzen), angeordnet. Dies liegt daran, dass, wenn der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C in diesem Abschnitt gebildet wird, die Befürchtung besteht, dass die Ätzung aufgrund eines Mikroladephänomens beschleunigt wird und der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C die Verdrahtungsschicht 54 erreicht.
  • Zu beachten ist, dass aus einem später beschriebenen Grund die Breite in einer Richtung parallel zur Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C breiter ist als die des nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57B.
  • 5 ist ein Diagramm, das schematisch eine planare Anordnung der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 des in 3 gezeigten CMOS-Bildsensors 10 in der gleichen Position in Anordnungsrichtung der Pixel zeigt wie die Querschnittsansicht von 4. Zu beachten ist, dass der durch die schrägen Linien in der Zeichnung gezeigte Teil einen Bereich anzeigt, in dem der planare Lichtblockierabschnitt 57A platziert ist. Ferner sind in 5 die Positionen des nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57B und des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C durch gestrichelte Linien dargestellt.
  • Wie in 5 dargestellt, deckt der Oberflächenlichtblockierabschnitt 57A Bereiche der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 mit Ausnahme der Lichtempfangsfläche der Photodiode 21 ab.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine planare Anordnung eines Querschnitts zeigt, der entlang der Linie B-B des CMOS-Bildsensors 10 von 3 in Richtung der Pfeile aufgenommen wurde, und zwar in der gleichen Position in der Anordnungsrichtung der Pixel wie die Querschnittsansicht von 4. Zu beachten ist, dass der durch die schrägen Linien in der Zeichnung gezeigte Teil einen Bereich anzeigt, in dem der erste lichtblockierende Film 53 platziert ist.
  • In 6 sind die Positionen der Photodiode 21, der Gateelektrode 221 des ersten Transfergateabschnitts 22, der Gateelektroden 231 und 232 des Transfergateabschnitts 23, des Ladungsrückhalte-Abschnitts 24 und der Gateelektrode 261 des dritten Transfergateabschnitts 26 durch gestrichelte Linien dargestellt. In ähnlicher Weise sind die Positionen der Gateelektrode 271 des Rücksetztransistors 27, der Gateelektrode 281 des Verstärkungstransistors 28 und der Gateelektrode 291 des Auswahltransistors 29 durch gepunktete Linien dargestellt.
  • Der erste lichtblockierende Film 53 wird in Bereichen platziert, die keine aktiven Bereiche der Grenzfläche des Halbleitersubstrats 51 und Bereiche, in denen Kontakt 58_1 bis Kontakt 58_23 angeordnet sind, enthalten. Daher ist die gesamte Unterseite der Photodiode 21 mit dem ersten lichtblockierenden Film 53 bedeckt. Außerdem ist die Unterseite des Ladungsrückhalteabschnitts 24 fast mit dem ersten lichtblockierenden Film 53 bedeckt, wobei aktive Bereiche der Grenzfläche des Halbleitersubstrats 51 und Bereiche, in denen Kontakt 58_1 bis Kontakt 58_6 angeordnet sind, ausgeschlossen sind.
  • Wie oben beschrieben, werden beim CMOS-Bildsensor 10 mit der lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1 Bereiche der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 mit Ausnahme des Bereichs, in dem Licht in Richtung der Photodiode 21 einfällt, mit dem Oberflächenlichtblockierabschnitt 57A abgedeckt. Daher trifft das auf die Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 einfallende Licht kaum auf andere Bereiche als die Lichtempfangsfläche der Photodiode 21. Außerdem wird eine Situation, in der durch die Photodiode 21 durchgelassenes Licht auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 einfällt, durch den nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitt 57B und den die Seitenfläche der Photodiode 21 umgebenden durchdringenden Lichtblockierabschnitt 57C verhindert.
  • Darüber hinaus kann der Lichtblockierbereich groß eingestellt werden, indem der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C zum Durchdringen des Halbleitersubstrats 51 vorgesehen wird, und daher kann der Lichteinfall auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 sicherer unterdrückt werden. Außerdem wird eine Situation, in der durch die Photodiode 21 durchgelassenes Licht auf die Verdrahtungsschicht 54 einfällt, durch den ersten lichtblockierenden Film 53 verhindert, und daher wird eine Situation verhindert, in der reflektiertes Licht von der Verdrahtung der Verdrahtungsschicht 54 auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 einfällt. Dadurch wird das Auftreten von optischem Rauschen aufgrund einer Situation, in der Licht auf die Ladungshaltungssektion 24 einfällt, unterdrückt; so kann z.B. das Lichtleckrauschen eines Global Shutters unterdrückt werden.
  • Außerdem wird durch die Anwendung einer negativen Vorspannung auf den durchdringenden Lichtblockierabschnitt 57C das Pinning verstärkt, und das Auftreten von Dunkelstrom wird unterdrückt. Ferner wird durch die Unterdrückung des Dunkelstroms die p-Typ-Wannenschicht 53 des Halbleitersubstrats 51 in niedriger Konzentration zugelassen. Dadurch kann die Oberflächenladungsdichte Qs des Halbleitersubstrats 51 und die Kapazität des Ladungsrückhalteabschnitts 24 erhöht und damit die Pixeleigenschaften verbessert werden.
  • Insbesondere sind bei der lichtblockierenden Struktur nach Beispiel 1 der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B in einem Zustand vorgesehen, in dem sie teilweise des ersten lichtblockierenden Films 53 mehr auf den Seiten der Photodioden 21 in die Isolierfilmschicht 52 hineinragen als die Teile, die den Ausbildungspositionen des zweiten lichtblockierenden Films 57 entsprechen, genauer gesagt, als unmittelbar unter den Ausbildungspositionen des nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57B und des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C.
  • Durch diese lichtblockierende Struktur gemäß Beispiel 1 wird eine Situation, in der Licht, das nicht von der Photodiode 21 absorbiert, sondern durch das Halbleitersubstrat 51 durchgelassen und an der Oberseite des flachen Abschnitts 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 reflektiert wird, durch den Vorsprungabschnitt 53A und den Vorsprungabschnitt 53B verhindert, wie in 7 dargestellt. Dadurch wird das Auftreten von optischem Rauschen unterdrückt, das durch eine Situation verursacht wird, in der Licht, das an der flachen Stirnseite des ersten lichtblockierenden Films 53 reflektiert wird, auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 einfällt, und daher kann das Lichtleckrauschen sicherer verbessert werden.
  • 8 zeigt ein Simulationsergebnis bezüglich des Lichtleckrauschens im Falle einer lichtblockierenden Struktur, bei der der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B in dem ersten lichtblockierenden Film 53 vorgesehen sind, und im Falle einer lichtblockierenden Struktur, bei der der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B nicht vorgesehen sind. Dieses Simulationsergebnis ist ein Beispiel für einen Fall, in dem das Licht der Lichtquelle z.B. rotes Licht in einem CMOS-Bildsensor ist, bei dem die Größe der Einheitspixel 20 3,875 µm × 3,875 µm beträgt. 8 zeigt das Lichtleckrauschen jedes Pixels von R (rot), Gr (grün in der Reihe von rot), Gb (grün in der Reihe von blau) und B (blau) in der Bayer-Anordnung.
  • In 8 zeigt das schräge Linienmuster in einer schräg rechten unteren Richtung auf der rechten Seite Lichtleckrauschen in einem Fall einer lichtblockierenden Struktur, bei der der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B in dem ersten lichtblockierenden Film 53 vorgesehen sind, und das schräge Linienmuster in einer schräg linken unteren Richtung auf der linken Seite zeigt Lichtleckrauschen in einem Fall einer lichtblockierenden Struktur, bei der der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B nicht in des ersten lichtblockierenden Films 53 vorgesehen sind. Aus diesem Simulationsergebnis ist ersichtlich, dass das Lichtleckrauschen erfolgreich durch die Verwendung einer lichtblockierenden Struktur verbessert wurde, bei der der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B in dem ersten lichtblockierenden Film 53 vorgesehen sind.
  • <<Beispiel 2>>
  • Beispiel 2 ist ein Beispiel für ein Verfahren zur Herstellung des CMOS-Bildsensors 10 mit der lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1.
  • 9, 10, 11, 12, 13 und 14 sind Schrittdiagramme zur Beschreibung eines Verfahrens zur Herstellung des CMOS-Bildsensors 10 gemäß Beispiel 2, d.h. eines Verfahrens zur Herstellung des CMOS-Bildsensors 10 mit der lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1. In 9, 10, 11, 11, 12, 13 und 14 ist die Darstellung der Photodiode 21, des Ladungsrückhalteabschnitts 24, der Verdrahtungsschicht 54 und der Gateelektrode 55 zur besseren Übersichtlichkeit der Zeichnungen weggelassen.
  • Zunächst sind auf der Vorderseite (Grenzfläche) des Halbleitersubstrats 51 die Schritte bis z.B. zur Bildung der Gateelektrode 55 (siehe 3), die der Gateelektrode 221 des ersten Transfergateabschnitts 22 aus 2 entspricht, ähnlich wie bei einem gewöhnlichen CMOS-Bildsensor. Als nächstes wird die Isolierfilmschicht 52, d.h. der erste Isolierfilm 52A, der zweite Isolierfilm 52B und der dritte Isolierfilm 52C als Film auf der Grenzfläche des Halbleitersubstrats 51 gebildet.
  • Als nächstes wird in Schritt 1 die Strukturierung eines Fotolacks 61 auf dem dritten Isolierfilm 52C durchgeführt, und es werden eine Öffnung 61A und eine Öffnung 61B in Übereinstimmung mit den Positionen gebildet, an denen der Vorsprungabschnitt 53A bzw. der Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 gebildet werden soll.
  • Als nächstes werden in Schritt 2 der dritte Isolierfilm 52C, der zweite Isolierfilm 52B und der erste Isolierfilm 52A über die Öffnung 61A und die Öffnung 61B des Fotolacks 61 bearbeitet, und es werden ein Graben 62A und ein Graben 62B in Übereinstimmung mit den Positionen gebildet, an denen der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 gebildet werden sollen. In diesem Fall werden der Graben 62A und der Graben 62B teilweise durch den zweiten Isolierfilm 52B gebildet, so dass die Bodenflächen das Halbleitersubstrat 51 nicht erreichen. Danach wird der Fotolack 61 entfernt.
  • Als nächstes wird in Schritt 3 der erste lichtblockierende Film 53 als Film auf dem dritten Isolierfilm 52C gebildet. Der erste lichtblockierende Film 53 kann z.B. durch Verwendung eines Metalls mit lichtblockierenden Eigenschaften, wie Wolfram, gebildet werden. Während der Filmbildung des ersten lichtblockierenden Films 53 werden der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 in dem Graben 62A und dem Graben 62B gebildet.
  • Obwohl die Abbildung weggelassen wird, werden nach der Filmbildung des ersten lichtblockierenden Films 53 Zwischenlagen-Isolierfilme, Kontakte und Verdrahtungen gebildet und damit die Verdrahtungsschicht 54 (siehe 3) gebildet. Danach werden die Verdrahtungsschicht 54 und ein nicht bebildertes Trägersubstrat miteinander verklebt.
  • Dann wird die Bearbeitung der Rückseite (Einfallsseite) des Halbleitersubstrats 51 durchgeführt. Insbesondere wird in Schritt 4 ein Muster mit einer Hartmaske 63 auf der Einfallseite des Halbleitersubstrats 51 gebildet. Die Hartmaske 63 enthält beispielsweise einen SiO2-Film.
  • Als nächstes wird in Schritt 5 ein Muster mit einem Fotolack 64 auf der Oberfläche der Hartmaske 63 gebildet. Konkret wird der Fotolack 64 auf die Oberfläche der Hartmaske 63 aufgetragen. Als nächstes wird die Strukturierung des Fotolacks 64 durchgeführt, und es werden eine Öffnung 64A und eine Öffnung 64B in Übereinstimmung mit den Positionen gebildet, an denen der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B bzw. der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C gebildet werden soll.
  • Als nächstes wird in Schritt 6 die Hartmaske 63 über die Öffnung 64A und die Öffnung 64B des Fotolacks 64 bearbeitet, und es werden ein Graben 65 und ein Graben 66 in Übereinstimmung mit den Positionen gebildet, an denen der nicht durchdringende Lichtblockierabschnitt 57B und der durchdringende Lichtblockierabschnitt 57C gebildet werden sollen. Danach wird der Fotolack 64 entfernt.
  • Als nächstes wird in Schritt 7 ein Muster mit einem Fotolack 67 auf der Oberfläche der Hartmaske 63 gebildet, um den Graben 65 auszufüllen. Der Fotolack 67 verhindert, dass das Halbleitersubstrat 51 im nächsten Schritt 8 über den Graben 65 bearbeitet wird.
  • Als nächstes wird in Schritt 8 das Halbleitersubstrat 51 bearbeitet, und der Graben 66 wird teilweise durch das Halbleitersubstrat 51 gegraben. Zu beachten ist, dass die Tiefe des Grabens 66 entsprechend der Bearbeitungszeit des Halbleitersubstrats 51 im nächsten Schritt 9 angepasst wird.
  • Als nächstes wird in Schritt 9 der Fotolack 67 entfernt. Dann wird das Halbleitersubstrat 51 bearbeitet, und der Graben 65 und der Graben 66 werden gleichzeitig gegraben. In diesem Fall wird die Bearbeitung durchgeführt, bis der Graben 66 das Halbleitersubstrat 51 durchdringt und den ersten Isolierfilm 52A erreicht. Dabei wird der Graben 65 teilweise durch das Halbleitersubstrat 51 gegraben. Dabei ist die Breite des Grabens 66, der die zweite Bearbeitungsrunde durchlaufen hat, in einer Richtung parallel zur Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 breiter als die Breite des Grabens 65, der die erste Bearbeitungsrunde durchlaufen hat.
  • Als nächstes werden in Schritt 10 die Schäden, die durch die Bearbeitung der Seitenwände des Grabens 65 und des Grabens 66 entstanden sind, durch isotropes Ätzen mittels chemischer Trockenätzung (CDE) entfernt und die Formen des Grabens 65 und des Grabens 66 optimiert. In diesem Fall wird der erste Isolierfilm 52A am Boden des Grabens 66 durch das isotrope Ätzen entfernt, und der Graben 66 erreicht den zweiten Isolierfilm 52B, wie durch den vom Kreis umgebenen Teil in der Zeichnung gezeigt wird. Zu beachten ist, dass die Breite des Grabens 66 breiter gehalten wird als die Breite des Grabens 65. Daher ist die Breite des im Graben 66 gebildeten durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C breiter zu halten als die Breite des nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57B, der im Graben 65 gebildet wird.
  • Als nächstes werden in Schritt 11 die Oberfläche der Hartmaske 63, das Innere des Grabens 65 und das Innere des Grabens 65 mit einem Muster einschließlich eines Fotolacks 67 beschichtet. Der Fotolack 67 verhindert, dass in den nächsten Schritten 12 und 13 der Graben 66 durch eine chemische Flüssigkeit zum Entfernen der Hartmaske 63 gegraben wird.
  • Als Nächstes wird in Schritt 12 das Rückätzen durchgeführt, um den Fotolack 67 auf der Oberfläche der Hartmaske 63 zu entfernen und einen Teil der Oberfläche der Hartmaske 63 zu entfernen. Zu beachten ist, dass der Fotolack 67 im Graben 65 und im Graben 66 unverändert erhalten bleibt.
  • Als nächstes wird in Schritt 13 das Nassätzen mit gepufferter Flusssäure (BHF) durchgeführt. Die Hartmaske 63 wird durch das Nassätzen entfernt.
  • Als nächstes wird in Schritt 14 eine SH-Behandlung mit Schwefelsäure und Wasserstoffperoxidlösung durchgeführt, um den Fotolack 67 im Graben 65 und im Graben 66 zu entfernen. In diesem Fall wird eine Situation, in der der erste lichtblockierende Film 53 aufgelöst wird, verhindert, indem in Schritt 10 die Tiefe des Grabens 66 im zweiten isolierenden Film 52B gestoppt wird.
  • Als nächstes wird in Schritt 15 der Mehrschichtfilm 56 so gebildet, dass er die Einfallseite des Halbleitersubstrats 51 sowie die Innenwände und die Bodenflächen des Grabens 65 und des Grabens 66 bedeckt. Der Mehrschichtfilm 56 umfasst beispielsweise einen Film mit dreischichtiger Struktur, in dem ein Film mit fester Ladung, ein Antireflexionsfilm und ein Isolierfilm in dieser Reihenfolge von der Seite nahe dem Halbleitersubstrat 51 aus gestapelt werden. Danach wird eine Glühbehandlung durchgeführt.
  • Als nächstes wird in Schritt 16 ein Barrierefilm (nicht abgebildet) mit einem Film aus Ti, TiN oder ähnlichem gebildet, die die Oberfläche des Mehrschichtfilms 56 sowie die Innenwände und die Bodenflächen des Grabens 65 und des Grabens 66 bedeckt. Dann wird der zweite lichtblockierende Film 57 so gebildet, dass er in den Graben 65 und den Graben 66 des Halbleitersubstrats 51 eingebettet wird und die Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 bedeckt. In diesem Fall wird die Strukturierung des Oberflächenlichtblockierabschnitts 57A auf der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 so durchgeführt, dass die Lichtempfangsfläche der Photodiode 21 belichtet wird.
  • Danach wird, obwohl die Abbildung weggelassen wird, ein Passivierungsfilm auf der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 gebildet, und dann wird die Bildung eines Farbfilters, von Linsen, eines Pads usw. durchgeführt.
  • Ein rückseitig belichteter CMOS-Bildsensor 10 mit der lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1, bei der der Lichteinfall auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 unterdrückt werden kann, kann durch das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung des CMOS-Bildsensors 10 gemäß Beispiel 2 hergestellt werden.
  • Zu beachten ist, dass das oben beschriebene Patentdokument 1 kein spezielles Verfahren zur Herstellung eines lichtblockierenden Films offenbart. Daher hat die im Patentdokument 1 beschriebene Technologie die Sorge, dass z.B. ein Graben für die Bildung eines lichtblockierenden Films zu tief gegraben wird und ein lichtblockierender Film über eine Verdrahtungsschicht hinausragt, und dass es bei der Bildung eines lichtblockierenden Films und der Kontakte auf der Vorderseite eines Halbleitersubstrats zu Formproblemen usw. kommt; folglich wird eine Verschlechterung der Bildqualität, wie z.B. weiße Flecken, verursacht.
  • <<Beispiel 3>>
  • Beispiel 3 ist ein Modifikationsbeispiel für die lichtblockierende Struktur gemäß Beispiel 1. 15 zeigt schematisch einen Querschnitt eines CMOS-Bildsensors 10 mit einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 3.
  • Die lichtblockierende Struktur nach Beispiel 1 hat eine Struktur, bei der der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 teilweise mehr auf den Seiten der Photodioden 21 als unmittelbar unter den Ausbildungspositionen des nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57B und des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C des zweiten lichtblockierenden Films 57 vorgesehen sind. Im Gegensatz dazu hat eine lichtblockierende Struktur nach Beispiel 3 eine Struktur, bei der, wie in 15 gezeigt, der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 teilweise unmittelbar unterhalb der Ausbildungspositionen des nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57B und des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C des zweiten lichtblockierenden Films 57 vorgesehen sind.
  • Auch im Fall der oben beschriebenen lichtblockierenden Struktur nach Beispiel 3 kann eine ähnliche Wirkung wie im Fall der lichtblockierenden Struktur nach Beispiel 1 für den Vorsprungabschnitt 53A und den Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 erzielt werden. Das heißt, eine Situation, in der Licht, das nicht von der Photodiode 21 absorbiert, sondern durch das Halbleitersubstrat 51 durchgelassen und an der Oberseite des flachen Abschnitts 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 reflektiert wird, auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 trifft, wird durch den Vorsprungabschnitt 53A und den Vorsprungabschnitt 53B verhindert. Dadurch wird das Auftreten von optischem Rauschen, das durch eine Situation verursacht wird, in der Licht, das an der flachen Stirnseite des ersten lichtblockierenden Films 53 reflektiert wird, auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 auftrifft, unterdrückt, und daher kann das Lichtleckrauschen sicherer verbessert werden.
  • Zu beachten ist, dass, obwohl die lichtblockierende Struktur gemäß Beispiel 3 eine Struktur hat, in der der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B teilweise unmittelbar unter den Ausbildungspositionen des nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57B und des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C ähnlich vorgesehen sind, auch eine Struktur möglich ist, in der der Vorsprungabschnitt 53A oder der Vorsprungabschnitt 53B in einem Teil unmittelbar unter der Ausbildungsposition des nicht durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57B oder des durchdringenden Lichtblockierabschnitts 57C vorgesehen ist.
  • <<Beispiel 4>>
  • Beispiel 4 ist ein Modifikationsbeispiel für die lichtblockierende Struktur gemäß Beispiel 1. 16 zeigt schematisch einen Querschnitt eines CMOS-Bildsensors 10 mit einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 4.
  • Die lichtblockierende Struktur nach Beispiel 1 hat einen Aufbau, bei dem der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 in einem in die Isolierfilmschicht 52 hineinragenden Zustand vorgesehen sind. Im Gegensatz dazu hat eine lichtblockierende Struktur gemäß Beispiel 4 eine Struktur, bei der, wie in 16 gezeigt, der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B in einem Zustand vorgesehen sind, in dem sie über die Isolierfilmschicht 52 in das Halbleitersubstrat 51 hineinragen. Da in diesem Fall der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B ein Metall mit lichtblockierenden Eigenschaften, wie z.B. Wolfram, enthalten, ist die Isolierfilmschicht 52 zwischen dem Vorsprungabschnitt 53A und dem Vorsprungabschnitt 53B und dem Halbleitersubstrat 51 angeordnet.
  • Bei der lichtblockierenden Struktur nach Beispiel 1 werden der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B beispielsweise wie folgt in das Halbleitersubstrat 51 eingebettet. Das heißt, nach der Strukturierung und Bearbeitung des Halbleitersubstrats 51 werden ein Graben 21A und ein Graben 21B, die sich in der Richtung senkrecht zum Zeichenblatt erstrecken, in Übereinstimmung mit den Positionen gebildet, an denen der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 gebildet werden sollen. Danach wird der erste Isolierfilm 52A als Film mit einer Dicke im Bereich von z.B. 10 nm bis 20 nm gebildet. In diesem Fall wird der erste Isolierfilm 52A in den Graben 21A und den Graben 21B eingebettet. Danach wird der zweite Isolierfilm 52B als ein Film mit einer Dicke im Bereich von z.B. 50 nm bis 100 nm gebildet, und darüber hinaus wird der dritte Isolierfilm 52C als ein Film mit einer Dicke im Bereich von z.B. 30 nm bis 100 nm gebildet. Danach wird eine Strukturierung und Bearbeitung durchgeführt; dabei werden der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B, die ein Metall mit lichtblockierenden Eigenschaften, wie Wolfram, enthalten, in den Graben 21A und den Graben 21B des Halbleitersubstrats 51 eingebettet.
  • Dadurch, dass der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 in einem in das Halbleitersubstrat 51 hineinragenden Zustand vorgesehen sind, kann die Höhe des Vorsprungabschnitts 53A und des Vorsprungabschnitts 53B höher eingestellt werden als im Fall der lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1, bei der die Vorsprungabschnitte in einem in die Isolierfilmschicht 52 hineinragenden Zustand vorgesehen sind. Daher kann eine Situation, in der Licht, das nicht von der Photodiode 21 absorbiert, sondern durch das Halbleitersubstrat 51 durchgelassen und an der Oberseite des flachen Abschnitts 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 reflektiert wird, auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 einfällt, durch den Vorsprungabschnitt 53A und den Vorsprungabschnitt 53B sicherer blockiert werden.
  • <<Beispiel 5>>
  • Beispiel 5 ist ein Modifikationsbeispiel für die lichtblockierende Struktur gemäß Beispiel 1. 17 zeigt schematisch einen Querschnitt eines CMOS-Bildsensors 10 mit einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 5.
  • Die lichtblockierende Struktur nach Beispiel 1 hat eine Struktur, bei der der erste lichtblockierende Film 53 so vorgesehen ist, dass er die Entstehungsbereiche der Photodiode 21 und den Ladungsrückhalteabschnitt 24 abdeckt. Im Gegensatz dazu hat eine lichtblockierende Struktur nach Beispiel 5 eine Struktur, bei der der erste lichtblockierende Film 53 so vorgesehen ist, dass er im Allgemeinen das Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts 24 abdeckt, während Teile der Ausbildungsgebiete der Photodioden 21 vermieden werden.
  • In einem Fall einer lichtblockierenden Struktur, bei der der erste lichtblockierende Film 53 auf diese Weise gebildet wird, während Teile der Ausbildungsgebiete der Photodioden 21 vermieden werden, obwohl Licht, das nicht von der Photodiode 21 absorbiert, sondern durch das Halbleitersubstrat 51 durchgelassen wird, am ersten lichtblockierenden Film 53 nicht reflektiert wird, kann dieses Licht an einer Verdrahtung 54A der Verdrahtungsschicht 54 reflektiert werden. In dieser Hinsicht wird in der lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 5 eine Situation, in der an der Verdrahtung 54A reflektiertes Licht auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 fällt, durch die Seitenfläche des flachen Abschnitts 53C, den Vorsprungabschnitt 53A und den Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 verhindert. Dadurch wird das Auftreten von optischem Rauschen, das durch eine Situation verursacht wird, in der an der Verdrahtung 54A reflektiertes Licht auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 einfällt, unterdrückt, und daher kann das Lichtleckrauschen sicherer verbessert werden.
  • <<Beispiel 6>>
  • Beispiel 6 ist ein Beispiel für die Kombination von Beispiel 4 und Beispiel 5. 18 zeigt schematisch einen Querschnitt eines CMOS-Bildsensors 10 mit einer lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 5.
  • Die lichtblockierende Struktur nach Beispiel 5 hat eine lichtblockierende Struktur, in der die lichtblockierende Struktur nach Beispiel 4 und die lichtblockierende Struktur nach Beispiel 5 kombiniert sind. Das heißt, es handelt sich um eine Struktur, bei der der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B in einem Zustand vorgesehen sind, in dem sie über die Isolierfilmschicht 52 in das Halbleitersubstrat 51 hineinragen, und der erste lichtblockierende Film 53 ist so vorgesehen, dass er im Allgemeinen das Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts 24 abdeckt, während Teile der Ausbildungsgebiete der Photodioden 21 vermieden werden.
  • Bei der lichtblockierenden Struktur nach Beispiel 5 kann die Höhe des Vorsprungs 53A und des Vorsprungs 53B höher eingestellt werden als bei der lichtblockierenden Struktur nach Beispiel 5, bei der die Vorsprungsteile in einem in die Isolierfilmschicht 52 hineinragenden Zustand vorgesehen sind. Daher kann eine Situation, in der an der Verdrahtung 54A reflektiertes Licht auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 einfällt, sicherer blockiert werden.
  • <<Beispiel 7>>
  • Beispiel 7 ist ein Modifikationsbeispiel von Beispiel 1 und weitere Musterbeispiele für den Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films 53 in der lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1. Der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films 53 in der lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1 ist ein Muster mit zwei Vorsprungabschnitten 53A und 53B, die parallel entlang der Längsrichtung des Ladungsrückhalteabschnitts 24 gebildet werden (siehe 4).
  • 19, 20, 21 und 22 zeigen Musterbeispiel 1 bis Musterbeispiel 6 des Vorsprungs des ersten lichtblockierenden Films 53 nach Beispiel 7. Musterbeispiel 1 bis Musterbeispiel 6 kann nicht nur auf die lichtblockierende Struktur nach Beispiel 1, sondern auch auf die lichtblockierenden Strukturen nach Beispiel 3 bis Beispiel 6 angewendet werden.
  • (Musterbeispiel 1)
  • 19A ist eine Darstellung eines planaren Musters, die Musterbeispiel 1 des Vorsprungschnitts des ersten lichtblockierenden Films 53 gemäß Beispiel 7 zeigt. Im Musterbeispiel 1 umfasst der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films 53 einen Vorsprungabschnitt 53A, der entlang der Längsrichtung des Ladungsrückhalteabschnitts 24 ausgebildet ist. In einem Fall dieses Musterbeispiels 1 kann eine Situation, in der Licht, das nicht von der Photodiode 21 absorbiert, sondern durch das Halbleitersubstrat 51 durchgelassen und an der Oberseite des flachen Abschnitts 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 reflektiert wird, auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 einfällt, durch den Vorsprungabschnitt 53A blockiert werden (siehe 7).
  • (Musterbeispiel 2)
  • 19B ist eine Darstellung eines planaren Musters, die Musterbeispiel 2 des Vorsprungschnitts des ersten lichtblockierenden Films 53 gemäß Beispiel 7 zeigt. Im Musterbeispiel 2 gibt es zusätzlich zu den beiden Vorsprungabschnitten 53A und 53B in der lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1 z.B. zwei Vorsprungabschnitte 53C und 53D zwischen dem Vorsprungabschnitt 53A und dem Vorsprungabschnitt 53B; d.h. es gibt insgesamt vier Vorsprungabschnitte 53A, 53B, 53C und 53D. In einem Fall dieses Musterbeispiels 2 kann eine Situation, in der Licht, das an der flachen Stirnseite des ersten lichtblockierenden Films 53 reflektiert wird, auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 einfällt, sicherer durch die beiden Vorsprungabschnitte 53C und 53D, die zwischen den beiden Vorsprungabschnitten 53A und 53B hinzugefügt werden, verhindert werden. Zu beachten ist, dass, obwohl im vorliegenden Beispiel zwei Vorsprungabschnitte zwischen den beiden Vorsprungabschnitten 53A und 53B hinzugefügt werden, die Konfiguration nicht darauf beschränkt ist und die Anzahl der hinzugefügten Vorsprungabschnitte beliebig ist.
  • (Musterbeispiel 3)
  • 20A ist eine Darstellung eines planaren Musters, die Musterbeispiel 3 des Vorsprungschnitts des ersten lichtblockierenden Films 53 gemäß Beispiel 7 zeigt. Im Musterbeispiel 3 enthält der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films 53 einen Vorsprungabschnitt 53E, der in einer rechteckigen Ringform im Entstehungsbereich der Photodiode 21 gebildet wird. In einem Fall dieses Musterbeispiels 2 kann eine Situation, in der Licht aus allen Richtungen, das an der Oberseite des flachen Abschnitts 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 reflektiert wird, sicher durch den Vorsprungabschnitt 53C verhindert werden.
  • (Musterbeispiel 4)
  • 20B ist eine Darstellung eines planaren Musters, die Musterbeispiel 4 des Vorsprungschnitts des ersten lichtblockierenden Films 53 gemäß Beispiel 7 zeigt. In Musterbeispiel 4 ist das Innere eines Bereichs, der dem Entstehungsbereich der Photodiode 21 entspricht, eingegraben, und es gibt einen Vorsprungabschnitt 53F, der vollständig im eingegrabenen Bereich gebildet wurde. Somit kann eine Situation, in der Licht, das an der Oberseite des flachen Abschnitts 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 reflektiert wird, auch durch ein Muster blockiert werden, das den Vorsprungabschnitt 53F enthält, der vollständig in einem Bereich ausgebildet ist, der eingegraben ist, um dem Formationsbereich der Photodiode 21 zu entsprechen.
  • (Musterbeispiel 5)
  • 21 ist eine Darstellung eines planaren Musters, die Musterbeispiel 5 des Vorsprungschnitts des ersten lichtblockierenden Films 53 gemäß Beispiel 7 zeigt. Das Musterbeispiel 5 enthält einen Satz einer großen Anzahl von gepunkteten Vorsprungabschnitten 53G, die in einem Bereich gebildet werden, der dem Entstehungsbereich der Photodiode 21 entspricht. Daher kann eine Situation, in der Licht, das an der Oberseite des flachen Abschnitts 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 reflektiert wird, auch durch ein Muster verhindert werden, das einen Satz einer großen Anzahl von gepunkteten Vorsprungabschnitten 53G enthält, die im Ausbildungsbereich der Photodiode 21 gebildet wurden.
  • (Musterbeispiel 6)
  • 22 ist eine Darstellung eines planaren Musters, die Musterbeispiel 6 des Vorsprungschnitts des ersten lichtblockierenden Films 53 gemäß Beispiel 7 zeigt. Musterbeispiel 6 ist ein Modifikationsbeispiel der beiden Vorsprungabschnitte 53A und 53B in der lichtblockierenden Struktur gemäß Beispiel 1; der Vorsprungabschnitt 53A auf der Seite, die dem Transfergate 55 in 3 näher liegt, ist so geformt, dass er bis zu einem weiteren Pixel verlängert werden kann. Somit kann eine Situation, in der Licht, das an der Oberseite des flachen Abschnitts 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 reflektiert wird, auch durch den Vorsprungabschnitt 53A, der so geformt ist, dass er bis zu einem anderen Pixel verlängert wird, verhindert werden.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • Eine lichtblockierende Struktur gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun anhand von 23 beschrieben. 23 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen CMOS-Bildsensor mit einer lichtblockierenden Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.
  • Ein CMOS-Bildsensor 10 mit einer lichtblockierenden Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform hat eine Konfiguration, bei der die Photodiode 21 und der Ladungsrückhalteabschnitt 24 in dem Halbleitersubstrat 51 ausgebildet sind, und die Isolierfilmschicht 52, der erste lichtblockierende Film 53 und die Verdrahtungsschicht 54 auf der Vorderseite (der zweiten Seite) des Halbleitersubstrats 51 in dieser Reihenfolge von der Seite nahe der Vorderseite aus gestapelt sind.
  • Außerdem wird im CMOS-Bildsensor 10 auf der Einfallsseite (Rückseite) des Halbleitersubstrats 51 ein Bereich, der dem Bereich der Ladungsrückhalteabschnitt 24 entspricht, bis in die Tiefe der Umgebung der Ladungsrückhalteabschnitt 24 gegraben. Dann wird in einem unteren Teil des gegrabenen Teils der zweite Lichtblockierungsfilm 57 über den Mehrschichtfilm 56 gebildet, und weiter wird ein Oxidfilm 59, wie z.B. ein SiO2-Film, eingebettet. Der Mehrschichtfilm 56 enthält beispielsweise einen Film mit dreischichtigem Aufbau, der einen Film mit fester Ladung, einen Antireflexfilm und einen Isolierfilm enthält. Der Isolierfilm umfasst beispielsweise einen Oxidfilm, wie einen SiO2-Film.
  • Zu beachten ist, dass, obwohl die Darstellung weggelassen wird, z.B. ein Passivierungsfilm, ein Farbfilter, Mikrolinsen usw. auf der Rückseite des Halbleitersubstrats 51 gestapelt sind. Weiterhin ist z.B. ein Trägersubstrat unter der Verdrahtungsschicht 54 gestapelt.
  • (In Bezug auf den ersten lichtblockierenden Film)
  • Bei der lichtblockierenden Struktur nach der zweiten Ausführungsform der oben erwähnten Konfiguration ragt bei des ersten lichtblockierenden Films 53 der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B in die Isolierfilmschicht 52 hinein, wie bei der lichtblockierenden Struktur nach der ersten Ausführungsform. Bei dem ersten lichtblockierenden Film 53 sind der Vorsprungabschnitt 53A und der Vorsprungabschnitt 53B einstückig mit dem flachen Abschnitt (Hauptkörperabschnitt) 53C des ersten lichtblockierenden Films 53 unter Verwendung eines Metalls mit lichtblockierenden Eigenschaften, wie z.B. Wolfram, geformt. Zu beachten ist, dass beispielsweise der Vorsprungabschnitt 53A eine Struktur haben kann, die so beschaffen ist, dass er in das Halbleitersubstrat 51 hineinragt, wie in einem Fall von Beispiel 4 der ersten Ausführungsform.
  • (In Bezug auf den zweiten lichtblockierenden Film)
  • Der zweite lichtblockierende Film 57 enthält beispielsweise ein Metall mit lichtblockierenden Eigenschaften, wie Wolfram. Der zweite lichtblockierende Film 57 unterdrückt hauptsächlich eine Situation, in der Licht, das von der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 einfällt, direkt oder indirekt auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 trifft. Der zweite lichtblockierende Film 57 enthält einen Oberflächenlichtblockierabschnitt 57A und den Seitenflächenlichtblockierabschnitt 57C.
  • Ein Bereich der Einfallsfläche (die erste Fläche) des Halbleitersubstrats 51, der dem Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts 24 entspricht, wird bis in die Tiefe der Umgebung des Ladungsrückhalteabschnitts 24 gegraben, und der Oberflächenlichtblockierabschnitt 57A wird in einem unteren Bereich des eingegrabenen Bereichs vorgesehen. Das heißt, dass auf der Seite der Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 der Oberflächenlichtblockierabschnitt 57A einen Bereich abdeckt, der der Bildungszone des Ladungsrückhalteabschnitts 24 entspricht.
  • Ein Seitenflächenlichtblockierabschnitt 57D ist zwischen dem Ladungsrückhalteabschnitt 24 und der Photodiode 21 eines benachbarten Pixels in einem Zustand vorgesehen, in dem er sich von dem Oberflächenlichtblockierabschnitt 57A bis zur isolierenden Filmschicht 52 entlang der Seitenfläche des Ladungsrückhalteabschnitts 24 erstreckt. Das heißt, der Seitenflächenlichtblockierabschnitt 57D bedeckt die Seitenfläche des Ladungsrückhalteabschnitts 24 zwischen dem Ladungsrückhalteabschnitt 24 und der Photodiode 21 eines benachbarten Pixels.
  • Die lichtblockierende Struktur gemäß der zweiten Ausführungsform der oben erwähnten Konfiguration hat eine Struktur, bei der der Oberflächenlichtblockierabschnitt 57A des zweiten lichtblockierenden Films 57 in einer Position tiefer als die Einfallsfläche des Halbleitersubstrats 51 in einem Zustand der Bedeckung eines Bereichs, der dem Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts 24 entspricht, vorgesehen ist. Dadurch kann der Lichteinfall auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 unterdrückt werden, und einfallendes Licht kann effizienter in die Photodiode 21 geleitet werden. Außerdem ist der Seitenflächenlichtblockierabschnitt 57D in einem Zustand vorgesehen, in dem sie die Seitenfläche der Ladungsrückhalteabschnitt 24 abdeckt, und daher kann die Lichtblockierwirkung für den Ladungsrückhalteabschnitt 24 im Vergleich zu einem Fall, in dem der Seitenflächenlichtblockierabschnitt 57D nicht vorhanden ist, verstärkt werden.
  • Weiterhin handelt es sich um eine Struktur, bei der der Vorsprungabschnitt 53A und der auf der Seite des Halbleitersubstrats 51 vorstehende Vorsprungabschnitt 53B in dem ersten lichtblockierenden Film 53 vorgesehen sind. Dadurch wird eine Situation, in der Licht, das nicht von der Photodiode 21 absorbiert, sondern durch das Halbleitersubstrat 51 durchgelassen und an der Verdrahtung 54A reflektiert wird, auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 fällt, durch die Seitenfläche des flachen Abschnitts (Hauptkörperabschnitt) 53C, den Vorsprungabschnitt 53A und den Vorsprungabschnitt 53B des ersten lichtblockierenden Films 53 blockiert. Dadurch wird das Auftreten von optischem Rauschen, das durch eine Situation verursacht wird, in der an der Verdrahtung 54A reflektiertes Licht auf den Ladungsrückhalteabschnitt 24 einfällt, unterdrückt, und daher kann das Lichtleckrauschen sicherer verbessert werden.
  • <Modifikationsbeispiele>>
  • Obwohl in der ersten und zweiten der oben genannten Ausführungsformen ein Dreischichtaufbau mit drei Isolierfilmen als Beispiel für die Isolierfilmschicht 52 angegeben ist, ist auch ein Einschichtaufbau oder ein anderer Mehrschichtaufbau als der Dreischichtaufbau möglich. So kann z.B. die Isolierfilmschicht 52 einen einschichtigen Aufbau aus dem ersten Isolierfilm 52A haben. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, den ersten Isolierfilm 52A zu verdicken. Ferner kann in einem Fall, in dem ein zweiter Isolierfilm 52B mit einer anderen Zusammensetzung als der erste Isolierfilm 52A vorgesehen ist, der Graben 66 in der Isolierfilmschicht 52 leichter gestoppt werden, indem beispielsweise das Ätzauswahlverhältnis in Schritt 10 von Beispiel 2 kontrolliert wird.
  • Ferner kann z.B. die Isolierfilmschicht 52 eine Zweischichtstruktur aus dem ersten Isolierfilm 52A und dem zweiten Isolierfilm 52B aufweisen. In einem Fall, in dem der dritte Isolierfilm 52C vorgesehen ist, kann jedoch das Abschälen zwischen der Isolierfilmschicht 52 und des ersten lichtblockierenden Films 53 und die Erosion dem zweiten Isolierfilm 52B während der Verarbeitung des ersten lichtblockierenden Films 53 unterdrückt werden. Darüber hinaus kann z.B. der zweite Isolierfilm 52B einen Oxynitridfilm, wie z.B. einen SiON-Film, enthalten.
  • Darüber hinaus kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf alle Festkörper-Bildaufnahmeelemente mit Rückseitenbeleuchtung einschließlich des Ladungsrückhalteabschnitts 24 angewendet werden. Daher sind die Konfiguration des CMOS-Bildsensors 10 in 1 und die Konfiguration der Einheitspixel 20 in 2 nur Beispiele für diese Strukturen, und die Strukturen können gegebenenfalls geändert werden. Außerdem kann z.B. der Leitfähigkeitstyp jedes Halbleiterbereichs umgekehrt werden. In diesem Fall werden das Plus und das Minus der angelegten Vorspannung vertauscht.
  • <Anwendungsbeispiele>
  • Der CMOS-Bildsensor 10 gemäß der ersten und zweiten oben beschriebenen Ausführung kann für verschiedene Geräte zur Erfassung von Licht wie sichtbarem Licht, Infrarotlicht, ultraviolettem Licht und Röntgenstrahlen verwendet werden, wie in einem Beispiel in 24 dargestellt. Spezifische Beispiele für verschiedene Geräte sind unten aufgeführt.
    • - Geräte, die zur Aufnahme von Bildern zur Wertschätzung verwendet werden, wie z.B. Digitalkameras und tragbare Geräte mit Kamerafunktion
    • - Für den Verkehr verwendete Geräte, wie z.B. fahrzeuginterne Sensoren, die Bilder von Front, Heck, Umgebung, Innenraum oder ähnlichem von Fahrzeugen für sicheres Fahren erfassen, einschließlich automatischem Anhalten und Erkennung des Fahrerzustandes, Überwachungskameras zur Überwachung fahrender Fahrzeuge und Straßen und Abstandsensoren, die den Abstand zwischen Fahrzeugen messen
    • - Geräte, die für Haushaltsgeräte wie Fernseher, Kühlschränke und Klimaanlagen verwendet werden, um Bilder von den Gesten des Benutzers zu erfassen und Geräteoperationen entsprechend den Gesten durchzuführen
    • - Geräte, die in der Medizin und im Gesundheitswesen eingesetzt werden, wie z.B. Endoskope und Instrumente, die Angiographie durch Empfang von Infrarotlicht durchführen
    • - Geräte, die für die Sicherheit verwendet werden, wie z.B. Sicherheits-Überwachungskameras und Kameras zur persönlichen Authentifizierung
    • - Geräte für die Schönheit, wie Hautmessgeräte zur Aufnahme von Bildern der Haut und Mikroskope zur Aufnahme von Bildern der Kopfhaut
    • - Für den Sport verwendete Geräte, wie z.B. Action-Kameras und tragbare Kameras für den Sport
    • - Für die Landwirtschaft verwendete Geräte, wie Kameras zur Überwachung des Zustands von Betrieben oder Kulturen
  • <Anwendungsbeispiel der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung>
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung ist auf verschiedene Produkte anwendbar. Die Beschreibung spezifischerer Anwendungsbeispiele wird nun gegeben.
  • [Elektronische Vorrichtung der vorliegenden Offenbarung]
  • Es wird nun ein Fall beschrieben, in dem die vorliegende Erfindung auf eine elektronische Vorrichtung angewendet wird, die eine Bildaufnahmevorrichtung wie digitale Foto- oder Videokameras, ein tragbares Endgerät mit einer Bildgebungsfunktion wie Mobiltelefone oder ein Kopiergerät mit einem Festkörper-Bildsensor als Bildausleseeinheit umfasst.
  • (Bildaufnahmegerät)
  • 25 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Bildaufnahmegeräts veranschaulicht, das ein Beispiel für das elektronische Gerät der vorliegenden Offenbarung ist. Wie in 25 dargestellt, hat ein Bildaufnahmegerät 100 nach diesem Beispiel ein optisches Bildaufnahmesystem 101 mit einer Linsengruppe oder ähnlichem, eine Bildaufnahmeeinheit 102, eine DSP-Schaltung 103, einen Bildspeicher 104, eine Anzeigevorrichtung 105, eine Aufzeichnungsvorrichtung 106, ein Betriebssystem 107, ein Stromversorgungssystem 108 und ähnliches. Zusätzlich sind die DSP-Schaltung 103, der Bildspeicher 104, die Anzeigevorrichtung 105, die Aufzeichnungsvorrichtung 106, das Betriebssystem 107 und das Stromversorgungssystem 108 über eine Busleitung 109 miteinander verbunden.
  • Das optische Bildaufnahmesystem 101 erfasst das einfallende Licht (Bildlicht) eines Motivs und bildet ein Bild auf der Abbildungsfläche der Bildaufnahmeeinheit 102. Die Bildaufnahmeeinheit 102 wandelt die Lichtmenge des einfallenden Lichtes, die durch das optische System 101 auf der Abbildungsfläche gebildet wird, in ein elektrisches Signal für jedes Pixel um und gibt das elektrische Signal als Pixelsignal aus. Der DSP-Schaltkreis 103 führt die typische Kamerasignalverarbeitung durch, wie z.B. Weißabgleichsverarbeitung, De-Mosaik-Verarbeitung und Gammakorrekturverarbeitung.
  • Der Bildspeicher 104 wird zur Speicherung von Daten verwendet, die im Prozess der Signalverarbeitung in der DSP-Schaltung 103 angemessen sind. Die Anzeigevorrichtung 105 enthält eine mit einem Panel ausgestattete Anzeigevorrichtung, wie z.B. eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung oder eine organische Elektrolumineszenz (EL)-Anzeigevorrichtung, und zeigt ein bewegtes Bild oder ein von der Bilderfassungseinheit 102 aufgenommenes Standbild an. Die Aufzeichnungsvorrichtung 106 zeichnet das von der Bilderfassungseinheit 102 erfasste Bewegtbild oder Standbild auf einem Aufzeichnungsmedium wie einem tragbaren Halbleiterspeicher, einer optischen Platte oder einem Festplattenlaufwerk (HDD) auf.
  • Das Betriebssystem 107 gibt als Reaktion auf die Bedienung des Benutzers Bedienungsbefehle für verschiedene Funktionen des Bildaufnahmegeräts 100 nach diesem Beispiel aus. Das Stromversorgungssystem 108 versorgt verschiedene Stromversorgungen, die als Betriebsstromversorgung für die DSP-Schaltung 103, den Bildspeicher 104, die Anzeigevorrichtung 105, die Aufzeichnungsvorrichtung 106 und das Betriebssystem 107 dienen, in geeigneter Weise mit diesen Stromversorgungszielen.
  • In dem Bildaufnahmegerät 100 der oben genannten Konfiguration kann der oben beschriebene CMOS-Bildsensor 10, auf den die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt wird, als Bildaufnahmeeinheit 102 verwendet werden. Durch den CMOS-Bildsensor 10, auf den die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt wird, kann bei einem rückseitigen Beleuchtungstyp mit einem Ladungsrückhalteabschnitt der Lichteinfall auf den Ladungsrückhalteabschnitt unterdrückt und somit ein erfasstes Bild von hoher Bildqualität mit wenig Rauschen erzielt werden.
  • [Anwendungsbeispiel für bewegtes Objekt]
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf verschiedene Produkte angewendet werden. Zum Beispiel wird die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung als Vorrichtungen umgesetzt, die auf jede Art von beweglichen Objekten wie Autos, Elektrofahrzeuge, Hybrid-Elektrofahrzeuge, Motorräder, Fahrräder, persönliche Transporter, Flugzeuge, Drohnen, Schiffe, Roboter, Baumaschinen und landwirtschaftliche Maschinen (Traktoren) montiert werden.
  • 26 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für die schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems 7000 als Beispiel für ein Steuerungssystem für bewegliche Objekte zeigt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann. Das Fahrzeugsteuerungssystem 7000 umfasst eine Vielzahl von elektronischen Steuergeräten, die über ein Kommunikationsnetzwerk 7010 miteinander verbunden sind. In dem in 26 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuerungssystem 7000 eine Antriebssystem-Steuereinheit 7100, eine Karosseriesystem-Steuereinheit 7200, eine Batterie-Steuereinheit 7300, eine Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400, eine Einheit zur Informationserfassung von innerhalb des Fahrzeugs 7500 und eine integrierte Steuereinheit 7600. Das Kommunikationsnetzwerk 7010, das die mehreren Steuereinheiten miteinander verbindet, kann beispielsweise ein fahrzeugmontiertes Kommunikationsnetzwerk sein, das einem beliebigen Standard entspricht, wie z.B. Controller Area Network (CAN), Local Interconnect Network (LIN), Local Area Network (LAN), FlexRay (eingetragenes Warenzeichen) oder ähnliches.
  • Jede der Steuereinheiten umfasst: einen Mikrocomputer, der arithmetische Verarbeitung gemäß verschiedener Arten von Programmen durchführt; einen Speicherabschnitt, der die vom Mikrocomputer ausgeführten Programme, die für verschiedene Arten von Operationen verwendeten Parameter oder ähnliches speichert; und eine Treiberschaltung, die verschiedene Arten von Steuerzielgeräten ansteuert. Jede der Steuereinheiten umfasst ferner: ein Netzwerk (I/F zur Durchführung der Kommunikation mit anderen Steuereinheiten über das Kommunikationsnetzwerk 7010; und eine Kommunikations-I/F zur Durchführung der Kommunikation mit einem Gerät, einem Sensor oder ähnlichem innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs über Drahtkommunikation oder drahtlose Kommunikation. Eine funktionelle Konfiguration der in 26 dargestellten integrierten Steuereinheit 7600 umfasst einen Mikrocomputer 7610, eine Mehrzweckkommunikations-I/F 7620, eine dedizierte Kommunikations-I/F 7630, einen Positionierungsabschnitt 7640, einen Beacon-Empfangsabschnitt 7650, eine Fahrzeugeigene-Vorrichtungs-I/F 7660, einen Ton-/Bildausgabeabschnitt 7670, eine Fahrzeugmontiertes-Netzwerk-I/F 7680 und einen Speicherabschnitt 7690. Die anderen Steuereinheiten umfassen ebenfalls einen Mikrocomputer, eine Kommunikations-I/F, einen Speicherabschnitt und ähnliches.
  • Die Antriebssystem-Steuereinheit 7100 steuert den Betrieb von Vorrichtungen, die mit dem Antriebssystem des Fahrzeugs in Verbindung stehen, in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Programmen. Zum Beispiel funktioniert die Antriebssystemsteuereinheit 7100 als Steuervorrichtung für eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zur Erzeugung der Antriebskraft des Fahrzeugs, wie z.B. ein Verbrennungsmotor, ein Antriebsmotor oder ähnliches, ein Antriebskraftübertragungsmechanismus zur Übertragung der Antriebskraft auf die Räder, ein Lenkmechanismus zur Einstellung des Lenkwinkels des Fahrzeugs, eine Bremsvorrichtung zur Erzeugung der Bremskraft des Fahrzeugs und ähnliches. Die Antriebssystem-Steuereinheit 7100 kann eine Funktion als Steuereinrichtung eines Antiblockiersystems (ABS), einer elektronischen Stabilitätskontrolle (ESC) oder ähnlichem haben.
  • Die Antriebssystem-Steuereinheit 7100 ist mit einem Fahrzeugzustandserfassungsabschnitt 7110 verbunden. Der Fahrzeugzustandserfassungsabschnitt 7110 umfasst beispielsweise mindestens einen Gyrosensor, der die Winkelgeschwindigkeit der axialen Drehbewegung einer Fahrzeugkarosserie erfasst, einen Beschleunigungssensor, der die Beschleunigung des Fahrzeugs erfasst, oder Sensoren zur Erfassung des Betrags der Betätigung eines Gaspedals, des Betrags der Betätigung eines Bremspedals, des Lenkwinkels eines Lenkrads, der Motordrehzahl oder der Drehgeschwindigkeit von Rädern und dergleichen. Die Antriebssystem-Steuereinheit 7100 führt eine arithmetische Verarbeitung unter Verwendung eines vom Fahrzeugzustandserfassungsabschnitt 7110 eingegebenen Signals durch und steuert den Verbrennungsmotor, den Antriebsmotor, eine elektrische Servolenkungsvorrichtung, die Bremsvorrichtung und ähnliches.
  • Die Karosseriesystem-Steuereinheit 7200 steuert den Betrieb der verschiedenen Arten von Geräten, die der Fahrzeugkarosserie zur Verfügung gestellt werden, in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Programmen. Die Karosseriesystem-Steuereinheit 7200 fungiert beispielsweise als Steuervorrichtung für ein Keyless-Entry-System, ein Smart Key-System, eine elektrische Fensterhebervorrichtung oder verschiedene Arten von Lampen wie ein Scheinwerfer, eine Rückfahrleuchte, eine Bremsleuchte, ein Blinker, ein Nebelscheinwerfer oder ähnliches. In diesem Fall können Funkwellen, die von einem mobilen Gerät als Alternative zu einem Schlüssel übertragen werden, oder Signale verschiedener Arten von Schaltern in die Karosseriesystem-Steuereinheit 7200 eingegeben werden. Die Karosseriesystem-Steuereinheit 7200 empfängt diese eingegebenen Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die elektrische Fensterhebervorrichtung, die Lampen oder ähnliches des Fahrzeugs.
  • Die Batterie-Steuereinheit 7300 steuert eine Sekundärbatterie 7310, die als Stromquelle für den Antriebsmotor dient, in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Programmen. So wird die Batterie-Steuereinheit 7300 beispielsweise von einer Batterievorrichtung einschließlich der Sekundärbatterie 7310 mit Informationen über eine Batterietemperatur, eine Batterieausgangsspannung, eine in der Batterie verbleibende Ladungsmenge oder ähnliches versorgt. Die Batterie-Steuereinheit 7300 führt eine arithmetische Verarbeitung unter Verwendung dieser Signale durch und führt eine Steuerung zur Regelung der Temperatur der Sekundärbatterie 7310 durch oder steuert eine Kühlvorrichtung, die der Batterievorrichtung oder ähnlichem beiliegt.
  • Die Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 erfasst Informationen über die Außenseite des Fahrzeugs einschließlich des Fahrzeugsteuerungssystems 7000. Zum Beispiel ist die Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 mit mindestens einem Bildgebungsabschnitt 7410 oder einem Abschnitt zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7420 verbunden. Der Bildgebungsabschnitt 7410 umfasst mindestens eine der folgenden Komponenten: eine Laufzeitkamera (ToF-Kamera), eine Stereokamera, eine Monokularkamera, eine Infrarotkamera oder andere Kameras. Der Abschnitt zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7420 umfasst beispielsweise mindestens einen Umgebungssensor zur Erfassung der aktuellen atmosphärischen Bedingungen oder Wetterbedingungen oder einen Sensor zur Erfassung peripherer Informationen zur Erfassung eines anderen Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Fußgängers oder ähnlichem an der Peripherie des Fahrzeugs einschließlich des Fahrzeugsteuerungssystems 7000.
  • Der Umgebungssensor kann zum Beispiel mindestens ein Regentropfensensor sein, der Regen erkennt, ein Nebelsensor, der einen Nebel erkennt, ein Sonnenscheinsensor, der einen Grad von Sonnenschein erkennt, oder ein Schneesensor, der einen Schneefall erkennt. Der Sensor zur Erfassung peripherer Informationen kann mindestens ein Ultraschallsensor, ein Radargerät oder ein Gerät zur Erkennung von Licht und Entfernung, ein Laserbild-Detektions- und Entfernungsmessgerät (LIDAR) sein. Sowohl der Bildgebungsabschnitt 7410 als auch der Abschnitt zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7420 kann als unabhängiger Sensor oder Vorrichtung oder als Vorrichtung, in der mehrere Sensoren oder Vorrichtungen integriert sind, vorgesehen sind.
  • Hier zeigt 27 ein Beispiel für die Einbaupositionen des Bildgebungsabschnitts 7410 und des Abschnitts zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7420. Die Bildgebungsabschnitte 7910, 7912, 7914, 7916 und 7918 sind beispielsweise an mindestens einer der Positionen an der Frontnase, den Seitenspiegeln, dem hinteren Stoßfänger und der Hecktür des Fahrzeugs 7900 sowie an einer Position am oberen Teil einer Windschutzscheibe im Fahrzeuginnenraum angeordnet. Der Bildgebungsabschnitt 7910, der für die vordere Nase vorgesehen ist, und der Bildgebungsabschnitt 7918, der für den oberen Teil der Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs vorgesehen ist, erhalten hauptsächlich ein Bild der Vorderseite des Fahrzeugs 7900. Die Bildgebungsabschnitte 7912 und 7914, die für die Seitenspiegel vorgesehen sind, erhalten hauptsächlich ein Bild der Seiten des Fahrzeugs 7900. Der Bildgebungsabschnitt 7916, der an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür angebracht ist, erhält hauptsächlich ein Bild des hinteren Teils des Fahrzeugs 7900. Der Bildgebungsabschnitt 7918, der im oberen Teil der Windschutzscheibe im Fahrzeuginnenraum angebracht ist, wird hauptsächlich zur Erkennung eines vorausfahrenden Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Hindernisses, eines Signals, eines Verkehrszeichens, einer Fahrspur oder ähnlichem verwendet.
  • Übrigens zeigt 27 ein Beispiel für die Bildaufnahmebereiche der jeweiligen Bildgebungsabschnitte 7910, 7912, 7914 und 7916. Ein Abbildungsbereich a stellt den Abbildungsbereich des Bildgebungsabschnitts 7910 dar, der der vorderen Nase zur Verfügung gestellt wird. Die Abbildungsbereiche b und c repräsentieren jeweils die Abbildungsbereiche der Bildgebungsabschnitte 7912 und 7914, die den Seitenspiegeln zugeführt werden. Ein Abbildungsbereich d repräsentiert den Abbildungsbereich des Bildgebungsabschnitts 7916, der an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür angebracht ist. Ein Bild des Fahrzeugs 7900 aus der Vogelperspektive, wie es von oben betrachtet wird, kann z.B. durch Überlagerung von Bilddaten der Bildgebungsabschnitte 7910, 7912, 7914 und 7916 gewonnen werden.
  • Die Abschnitte zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7920, 7922, 7924, 7926, 7928 und 7930, die vorne, hinten, an den Seiten und in den Ecken des Fahrzeuges 7900 und im oberen Teil der Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeuges vorgesehen sind, können z.B. ein Ultraschallsensor oder ein Radargerät sein. Bei den Abschnitten zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7920, 7926 und 7930, die an der vorderen Nase, dem hinteren Stoßfänger, der Hecktür des Fahrzeugs 7900 und dem oberen Teil der Windschutzscheibe im Fahrzeuginnenraum angebracht sind, kann es sich beispielsweise um eine LIDAR-Einrichtung handeln. Diese Abschnitte zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7920 bis 7930 werden hauptsächlich zur Erkennung eines vorausfahrenden Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Hindernisses oder ähnlichem verwendet.
  • Auf 26 zurückkommend, wird die Beschreibung fortgesetzt. Die Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 bringt den Bildgebungsabschnitt 7410 dazu, ein Bild der Außenseite des Fahrzeugs zu machen und empfängt die Bilddaten. Darüber hinaus empfängt die Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 Erfassungsinformationen vom Abschnitt zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7420, der mit der Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 verbunden ist. In einem Fall, in dem der Abschnitt zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7420 ein Ultraschallsensor, ein Radargerät oder ein LIDAR-Gerät ist, sendet die Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 eine Ultraschallwelle, eine elektromagnetische Welle oder ähnliches aus und empfängt Informationen einer empfangenen reflektierten Welle. Auf der Grundlage der empfangenen Informationen kann die Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 die Verarbeitung der Erfassung eines Objekts, wie z.B. eines Menschen, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Zeichens, eines Zeichens auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen, oder die Verarbeitung der Erfassung eines Abstands dazu durchführen. Die Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 kann eine Umgebungserkennungsverarbeitung zur Erkennung von Niederschlag, Nebel, Straßenoberflächenbedingungen oder ähnlichem auf der Grundlage der empfangenen Informationen durchführen. Die Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 kann auf der Grundlage der empfangenen Informationen eine Entfernung zu einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs berechnen.
  • Darüber hinaus kann die Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 auf der Grundlage der empfangenen Bilddaten eine Bilderkennungsverarbeitung zur Erkennung eines Menschen, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Schildes, eines Zeichens auf einer Straßenoberfläche oder ähnlichem oder eine Verarbeitung zur Erkennung eines Abstands dazu durchführen. Die Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 kann die empfangenen Bilddaten einer Verarbeitung wie Verzerrungskorrektur, Ausrichtung oder ähnlichem unterziehen und die von mehreren verschiedenen Bildgebungsabschnitten 7410 abgebildeten Bilddaten kombinieren, um ein Vogelperspektiv- oder ein Panoramabild zu erzeugen. Die Einheit zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7400 kann eine Blickpunkt-Umwandlungsverarbeitung unter Verwendung der vom Bildgebungsabschnitt 7410 abgebildeten Bilddaten einschließlich der verschiedenen Abbildungsteile durchführen.
  • Die Einheit zur Informationserfassung von innerhalb des Fahrzeugs 7500 erfasst Informationen über das Innere des Fahrzeugs. Die Einheit zur Informationserfassung von innerhalb des Fahrzeugs 7500 ist beispielsweise mit einem Fahrerzustandserfassungsabschnitt 7510 verbunden, der den Zustand eines Fahrers erfasst. Der Fahrerzustandserfassungsabschnitt 7510 kann eine Kamera, die den Fahrer abbildet, einen Biosensor, der biologische Informationen des Fahrers erfasst, ein Mikrofon, das den Schall im Fahrzeuginnenraum aufnimmt, oder ähnliches umfassen. Der Biosensor ist z.B. in einer Sitzfläche, dem Lenkrad oder ähnlichem angeordnet und erfasst biologische Informationen eines Insassen, der auf einem Sitz sitzt, oder des Fahrers, der das Lenkrad hält. Auf der Grundlage der vom Fahrerzustandserfassungsabschnitt 7510 eingegebenen Erfassungsinformationen kann die Einheit zur Informationserfassung von innerhalb des Fahrzeugs 7500 einen Ermüdungsgrad des Fahrers oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder feststellen, ob der Fahrer döst. Die Einheit zur Informationserfassung von innerhalb des Fahrzeugs 7500 kann ein durch die Erfassung des Tons erhaltenes Audiosignal einer Verarbeitung wie z.B. einer Rauschunterdrückung oder ähnlichem unterziehen.
  • Die integrierte Steuereinheit 7600 steuert den allgemeinen Betrieb innerhalb des Fahrzeugsteuerungssystems 7000 in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Programmen. Die integrierte Steuereinheit 7600 ist mit einem Eingabeabschnitt 7800 verbunden. Der Eingabeabschnitt 7800 wird durch ein Gerät realisiert, das eine Eingabebedienung durch einen Insassen ermöglicht, wie z.B. ein Touchpanel, einen Knopf, ein Mikrofon, einen Schalter, einen Hebel oder ähnliches. Die integrierte Steuereinheit 7600 kann mit Daten versorgt werden, die durch Spracherkennung der Spracheingabe über das Mikrofon gewonnen werden. Der Eingabeabschnitt 7800 kann z.B. eine Fernbedienung mit Infrarotstrahlen oder anderen Radiowellen oder ein externes Verbindungsgerät wie ein Mobiltelefon, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA) oder ähnliches sein, das die Bedienung des Fahrzeugsteuerungssystems 7000 unterstützt. Der Eingangsabschnitt 7800 kann z.B. eine Kamera sein. In diesem Fall kann ein Insasse Informationen durch Gesten eingeben. Alternativ können Daten eingegeben werden, die durch die Erkennung der Bewegung eines tragbaren Geräts, das ein Insasse trägt, gewonnen werden. Ferner kann der Eingabeabschnitt 7800 beispielsweise eine Eingabesteuerschaltung o.ä. enthalten, die auf der Grundlage von Informationen, die ein Insasse o.ä. mit Hilfe des oben beschriebenen Eingabeabschnitts 7800 eingibt, ein Eingangssignal erzeugt und das erzeugte Eingangssignal an die integrierte Steuereinheit 7600 ausgibt. Ein Insasse o.ä. gibt verschiedene Arten von Daten ein oder gibt dem Fahrzeugsteuerungssystem 7000 durch Betätigung des Eingangsabschnitts 7800 einen Verarbeitungsbefehl.
  • Der Speicherabschnitt 7690 kann einen Festwertspeicher (ROM) umfassen, der verschiedene Arten von Programmen speichert, die vom Mikrocomputer ausgeführt werden, und einen Direktzugriffsspeicher (RAM), der verschiedene Arten von Parametern, Betriebsergebnissen, Sensorwerten oder Ähnlichem speichert. Darüber hinaus kann der Speicherabschnitt 7690 durch eine magnetische Speichervorrichtung wie ein Festplattenlaufwerk (HDD) oder ähnliches, eine Halbleiterspeichervorrichtung, eine optische Speichervorrichtung, eine magneto-optische Speichervorrichtung oder ähnliches implementiert werden.
  • Die Mehrzweckkommunikations-I/F 7620 ist eine weit verbreitete Kommunikations-I/F, die die Kommunikation mit verschiedenen in einer äußeren Umgebung 7750 vorhandenen Vorrichtungen vermittelt. Die Mehrzweckkommunikations-I/F 7620 kann ein zellulares Kommunikationsprotokoll implementieren, wie z.B. ein globales System der mobilen Kommunikation (GSM, eingetragenes Warenzeichen), WiMAX, Long Term Evolution (LTE), LTE-advanced (LTE-A) oder ähnliches, oder ein anderes drahtloses Kommunikationsprotokoll wie Wireless LAN (auch als Wi-Fi bezeichnet (eingetragenes Warenzeichen), Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen) oder ähnliches. Die Mehrzweckkommunikations-I/F 7620 kann z.B. über eine Basisstation oder einen Zugangspunkt eine Verbindung zu einem Gerät (z.B. einem Anwendungs- oder Steuerserver) herstellen, das in einem externen Netzwerk (z.B. dem Internet, einem Wolken-Netzwerk oder einem firmenspezifischen Netzwerk) vorhanden ist. Darüber hinaus kann die Mehrzweckkommunikations-I/F 7620 über eine Peer-to-Peer (P2P)-Technologie eine Verbindung zu einem in der Nähe des Fahrzeugs vorhandenen Terminal herstellen (bei dem es sich z.B. um ein Terminal des Fahrers, eines Fußgängers oder eines Geschäfts oder um ein MTC-Terminal (Machine Type Communication) handelt).
  • Die dedizierte Kommunikations-I/F 7630 ist eine Kommunikations-I/F, die ein für den Einsatz in Fahrzeugen entwickeltes Kommunikationsprotokoll unterstützt. Die dedizierte Kommunikations-I/F 7630 kann ein Standardprotokoll implementieren, wie z.B. den drahtlosen Zugang in der Fahrzeugumgebung (WAVE), das eine Kombination aus IEEE 802.11p als untere Schicht und IEEE 1609 als höhere Schicht ist, die dedizierte Kurzstreckenkommunikation (DSRC) oder ein zellulares Kommunikationsprotokoll. Die dedizierte Kommunikations-I/F 7630 führt typischerweise die V2X-Kommunikation als ein Konzept aus, das eine oder mehrere der Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Fahrzeug (Vehicle to Vehicle), die Kommunikation zwischen einer Straße und einem Fahrzeug (Vehicle to Infrastructure), die Kommunikation zwischen einem Fahrzeug und einem Haus (Vehicle to Home) und die Kommunikation zwischen einem Fußgänger und einem Fahrzeug (Vehicle to Pedestrian) umfasst.
  • Der Positionierungsabschnitt 7640 führt zum Beispiel eine Positionierung durch, indem er ein GNSS-Signal (Global Navigation Satellite System) von einem GNSS-Satelliten empfängt (z.B. ein GPS-Signal von einem GPS-Satelliten), und generiert Positionsinformationen einschließlich des Breiten- und Längengrades und der Höhe des Fahrzeugs. Übrigens kann der Positionierungsabschnitt 7640 eine aktuelle Position durch den Austausch von Signalen mit einem drahtlosen Zugangspunkt identifizieren oder die Positionsinformationen von einem Endgerät wie einem Mobiltelefon, einem PHS oder einem Smartphone, das über eine Positionierungsfunktion verfügt, erhalten.
  • Der Beacon-Empfangsabschnitt 7650 empfängt beispielsweise eine Funkwelle oder eine elektromagnetische Welle, die von einer an einer Straße oder ähnlichem installierten drahtlosen Station gesendet wird, und erhält dadurch Informationen über die aktuelle Position, Staus, eine gesperrte Straße, eine notwendige Zeit oder ähnliches. Übrigens kann die Funktion des Beacon-Empfangsabschnitts 7650 in die oben beschriebene dedizierte Kommunikations-I/F 7630 aufgenommen werden.
  • Die Fahrzeugeigene-Vorrichtungs-I/F 7660 ist eine Kommunikationsschnittstelle, die die Verbindung zwischen dem Mikrocomputer 7610 und verschiedenen fahrzeugeigenen Vorrichtungen 7760 vermittelt. Die Fahrzeugeigene-Vorrichtungs-I/F 7660 kann eine drahtlose Verbindung unter Verwendung eines drahtlosen Kommunikationsprotokolls wie Wireless LAN, Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen), Nahfeldkommunikation (NFC) oder Wireless USB (WUSB) herstellen. Darüber hinaus kann die Fahrzeugeigene-Vorrichtungs-I/F 7660 eine drahtgebundene Verbindung über einen universellen seriellen Bus (USB), eine hochauflösende Multimediaschnittstelle (HDMI, eingetragenes Warenzeichen), eine mobile hochauflösende Verbindung (MHL) oder ähnliches über ein nicht in den Abbildungen dargestelltes Anschlussterminal (und ggf. ein Kabel) herstellen. Zu den fahrzeugeigenen Vorrichtungen 7760 kann beispielsweise mindestens ein mobiles Gerät oder ein tragbares Gerät, das ein Insasse besitzt, oder ein Informationsgerät gehören, das in das Fahrzeug mitgenommen oder daran befestigt wird. Darüber hinaus können die fahrzeugeigenen Vorrichtungen 7760 auch ein Navigationsgerät enthalten, das nach einem Weg zu einem beliebigen Ziel sucht. Die Fahrzeugeigene-Vorrichtungs-I/F 7660 tauscht Steuersignale oder Datensignale mit diesen fahrzeugeigenen Vorrichtungen 7760 aus.
  • Die Fahrzeugmontiertes-Netzwerk-I/F 7680 ist eine Schnittstelle, die die Kommunikation zwischen dem Mikrocomputer 7610 und dem Kommunikationsnetzwerk 7010 vermittelt. Die Fahrzeugmontiertes-Netzwerk-I/F 7680 sendet und empfängt Signale oder ähnliches in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Protokoll, das vom Kommunikationsnetzwerk 7010 unterstützt wird.
  • Der Mikrocomputer 7610 der integrierten Steuereinheit 7600 steuert das Fahrzeugsteuerungssystem 7000 in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Programmen auf der Grundlage von Informationen, die über mindestens eine der Mehrzweckkommunikations-I/F 7620, die dedizierte Kommunikations-I/F 7630, den Positionierungsabschnitt 7640, den Beacon-Empfangsabschnitt 7650, die Fahrzeugeigene-Vorrichtungs-I/F 7660 oder die Fahrzeugmontiertes-Netzwerk-I/F 7680 erhalten werden. Der Mikrocomputer 7610 kann z.B. auf der Grundlage der erhaltenen Informationen über das Innere und Äußere des Fahrzeugs einen Steuerzielwert für die Antriebskrafterzeugungseinrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremseinrichtung berechnen und einen Steuerbefehl an die Antriebssystem-Steuereinheit 7100 ausgeben. Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 7610 eine kooperative Steuerung durchführen, die dazu bestimmt ist, Funktionen eines fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystems (ADAS) zu implementieren, die die Kollisionsvermeidung oder Stoßminderung für das Fahrzeug nach dem Fahren auf der Grundlage eines Folgeabstands, die Beibehaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Warnung vor einer Kollision des Fahrzeugs, eine Warnung vor dem Abweichen des Fahrzeugs von einer Fahrspur oder ähnliches umfassen. Darüber hinaus kann der Mikrocomputer 7610 eine für das automatische Fahren vorgesehene kooperative Steuerung durchführen, die das Fahrzeug autonom fahren lässt, ohne von der Bedienung des Fahrers oder ähnlichem abhängig zu sein, indem er die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder ähnliches auf der Grundlage der erhaltenen Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs steuert.
  • Der Mikrocomputer 7610 kann dreidimensionale Abstandsinformationen zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt wie einer umgebenden Struktur, einer Person oder ähnlichem erzeugen und lokale Karteninformationen einschließlich Informationen über die Umgebung der aktuellen Position des Fahrzeugs auf der Grundlage von Informationen erzeugen, die über mindestens eine der folgenden Komponenten erhalten werden: die Mehrzweckkommunikations-I/F 7620, die dedizierte Kommunikations-I/F 7630, den Positionierungsabschnitt 7640, den Beacon-Empfangsabschnitt 7650, die Fahrzeugeigene-Vorrichtungs-I/F 7660 oder die Fahrzeugmontiertes-Netzwerk-I/F 7680. Darüber hinaus kann der Mikrocomputer 7610 auf der Grundlage der gewonnenen Informationen Gefahren wie Kollisionen des Fahrzeugs, Annäherung eines Fußgängers oder ähnliches, Einfahrt in eine gesperrte Straße oder ähnliches vorhersagen und ein Warnsignal erzeugen. Das Warnsignal kann z.B. ein Signal zur Erzeugung eines Warntons oder zum Anzünden einer Warnlampe sein.
  • Der Ton-/Bildausgabeabschnitt 7670 überträgt ein Ausgangssignal von mindestens einem Ton oder einem Bild an ein Ausgabegerät, das in der Lage ist, einen Fahrzeuginsassen oder die Außenseite des Fahrzeugs visuell oder auditiv auf Informationen hinzuweisen. Im Beispiel von 26 sind ein Audio-Lautsprecher 7710, ein Display-Abschnitt 7720 und eine Instrumententafel 7730 als Ausgabegerät dargestellt. Der Anzeigeteil 7720 kann beispielsweise mindestens ein On-Board-Display oder ein Head-up-Display enthalten. Der Display-Abschnitt 7720 kann eine Augmented-Reality (AR)-Anzeigefunktion haben. Das Ausgabegerät kann ein anderes als diese Geräte sein, und es kann sich um ein anderes Gerät handeln, wie z.B. Kopfhörer, ein tragbares Gerät, wie z.B. ein brillenartiges Display, das von einem Insassen oder ähnlichem getragen wird, ein Projektor, eine Lampe oder ähnliches. In einem Fall, in dem das Ausgabegerät ein Anzeigegerät ist, zeigt das Anzeigegerät visuell Ergebnisse, die durch verschiedene Arten der Verarbeitung durch den Mikrocomputer 7610 erhalten wurden, oder Informationen, die von einer anderen Steuereinheit empfangen wurden, in verschiedenen Formen wie Text, ein Bild, eine Tabelle, ein Diagramm oder ähnliches an. Zusätzlich wandelt die Audio-Ausgabeeinrichtung in einem Fall, in dem die Ausgabeeinrichtung eine Audio-Ausgabeeinrichtung ist, ein Audiosignal, das aus wiedergegebenen Audiodaten oder Tondaten oder dergleichen besteht, in ein analoges Signal um und gibt das analoge Signal auditiv aus.
  • Übrigens können in eine Steuereinheit mindestens zwei Steuereinheiten integriert werden, die über das Kommunikationsnetzwerk 7010 in dem in 26 dargestellten Beispiel miteinander verbunden sind. Alternativ kann jede einzelne Steuereinheit mehrere Steuereinheiten umfassen. Ferner kann das Fahrzeugsteuerungssystem 7000 eine weitere, in den Figuren nicht dargestellte Steuereinheit enthalten. Darüber hinaus können die Funktionen, die von eine der Steuereinheiten in der obigen Beschreibung ausgeführt werden, teilweise oder ganz einer anderen Steuereinheit zugeordnet werden. Das heißt, eine vorgegebene arithmetische Verarbeitung kann von jeder der Steuereinheiten durchgeführt werden, solange Informationen über das Kommunikationsnetzwerk 7010 gesendet und empfangen werden. Ebenso kann ein Sensor oder eine Vorrichtung, die an eine der Steuereinheiten angeschlossen ist, an eine andere Steuereinheit angeschlossen werden, und mehrere Steuereinheiten können gegenseitig Erkennungsinformationen über das Kommunikationsnetzwerk 7010 senden und empfangen.
  • Das beispielhafte Fahrzeugsteuerungssystem, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung anwendbar ist, wird oben beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in einem Beispiel auf die Bildgebungsabschnitte 7910, 7912, 7914, 7916 und 7918 und die Abschnitte zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7920, 7922, 7924, 7926, 7928 und 7930 unter den oben beschriebenen Komponenten anwendbar. Darüber hinaus kann die Technologie, die gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Bildgebungsabschnitte 7910, 7912, 7914, 7916 und 7918 und die Abschnitte zur Informationserfassung von außerhalb des Fahrzeugs 7920, 7922, 7924, 7926, 7928 und 7930 angewendet wird, ein erfasstes Bild von hoher Bildqualität mit wenig Rauschen erhalten und ermöglicht daher den Aufbau eines Fahrzeugsteuerungssystems, das ein bildgebendes Objekt mit hoher Genauigkeit erkennt.
  • <Konfiguration, die durch die vorliegende Offenbarung konfiguriert werden kann>
  • Zu beachten ist, dass die vorliegende Offenbarung die folgende Konfiguration umfassen kann.
  • <<Festkörper-Bildaufnahmeelement >>
    • [A-1] Ein Festkörper-Bildaufnahmeelement umfassend:
      • einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt;
      • einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung zurückhält;
      • ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind;
      • eine Verdrahtungsschicht;
      • eine Isolierfilmschicht;
      • einen ersten lichtblockierenden Film; und einen zweiten lichtblockierenden Film,
      • bei dem die Isolierfilmschicht, der erste lichtblockierende Film und die Verdrahtungsschicht auf dem Halbleitersubstrat auf einer zweiten Fläche auf einer einer ersten Fläche, auf die Licht einfällt, gegenüberliegenden Seite, in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe der zweiten Fläche gestapelt sind,
      • der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er mindestens ein Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und einen Vorsprungabschnitt aufweist, der auf einer Seite des Halbleitersubstrats in einem Teil vorsteht, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht, und
      • der zweite lichtblockierende Film einen ersten Lichtblockierabschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet ist und sich von der ersten Fläche des Halbleitersubstrats teilweise durch das Halbleitersubstrat erstreckt,
      • einen zweiten Lichtblockierabschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet und so eingerichtet ist, dass er länger als der erste Lichtblockierabschnitt ist, und
      • einen dritten lichtblockierenden Abschnitt umfasst, der einen Teil der ersten Fläche des Halbleitersubstrats bedeckt.
    • [A-2] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß [A-1], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil vorgesehen ist, der einer Ausbildungsposition von mindestens einem des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films entspricht.
    • [A-3] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß [A-2], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil mehr auf einer Seite des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts als unmittelbar unter der Ausbildungsposition mindestens eines des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films vorgesehen ist.
    • [A-4] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß [A-2], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil unmittelbar unterhalb der Ausbildungsposition mindestens eines der ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films vorgesehen ist.
    • [A-5] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß einem der Punkte [A-1] bis [A-4], bei dem der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er ein Ausbildungsgebiet des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts abdeckt.
    • [A-6] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß einem der Punkte [A-1] bis [A-3], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem in die Isolierfilmschicht hineinragenden Zustand vorgesehen ist.
    • [A-7] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß einem der Punkte [A-1] bis [A-3], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Zustand vorgesehen ist, in dem er über die Isolierfilmschicht in das Halbleitersubstrat hineinragt.
    • [A-8] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß einem der Punkte [A-1] bis [A-7], bei dem der erste Lichtblockierabschnitt und der zweite Lichtblockierabschnitt über den dritten Lichtblockierabschnitt in einer Richtung parallel zur ersten Fläche des Halbleitersubstrats verbunden sind.
    • [A-9] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß [A-8], bei dem eine Seitenfläche des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts von dem ersten und dem zweiten Lichtblockierabschnitt umgeben ist.
    • [A-10] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß [A-9], bei dem der erste Lichtblockierabschnitt mindestens zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und einem Transfergateabschnitt angeordnet ist, der so eingerichtet ist, dass er Ladung vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt zum Ladungsrückhalteabschnitt überträgt, und der zweite Lichtblockierabschnitt mindestens zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt eines Einheitspixels von zueinander benachbarten Einheitspixeln und dem Ladungsrückhalteabschnitt eines anderen Einheitspixels angeordnet ist.
    • [A-11] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß [A-6], bei dem die Isolierfilmschicht zwei Schichten eines ersten Isolierfilms und eines zweiten Isolierfilms mit unterschiedlicher Zusammensetzung umfasst, und der erste Isolierfilm und der zweite Isolierfilm in dieser Reihenfolge von der Seite nahe der zweiten Fläche auf die zweite Fläche des Halbleitersubstrats gestapelt sind.
    • [A-12] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß [A-11], bei dem der erste Isolierfilm einen Oxidfilm umfasst und der zweite Isolierfilm einen Nitridfilm umfasst.
    • [A-13] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß [A-12], bei dem die Isolierfilmschicht eine Dreischichtstruktur ist, die einen dritten Isolierfilm umfasst, der einen Oxidfilm auf einer Seite des zweiten Isolierfilms gegenüber dem ersten Isolierfilm umfasst.
    • [A-14] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß [A-13], wobei die Dicke des ersten Isolierfilms mehr als oder gleich 10 nm beträgt, die Dicke des zweiten Isolierfilms mehr als oder gleich 50 nm beträgt, und eine Dicke des dritten Isolierfilms mehr als oder gleich 25 nm beträgt.
    • [A-15] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß einem der Punkte [A-11] bis [A-14], bei dem der zweite Lichtblockierabschnitt den erste Isolierfilm durchdringt und sich bis zum zweiten Isolierfilm erstreckt.
  • <<Festkörper-Bildaufnahmeelement >>
    • [B-1] Ein Festkörper-Bildaufnahmeelement umfassend:
      • einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt;
      • einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung zurückhält;
      • ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind;
      • eine Verdrahtungsschicht;
      • eine Isolierfilmschicht;
      • einen ersten lichtblockierenden Film; und
      • einen zweiten lichtblockierenden Film,
      wobei der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er mindestens ein Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und einen Vorsprungabschnitt aufweist, der auf einer Seite des Halbleitersubstrats in einem Teil vorsteht, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht, und der zweite lichtblockierende Film einen Oberflächenlichtblockierabschnitt, der in einem unteren Bereich eines eingegrabenen Bereichs eines Gebiets einer ersten Fläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, das dem Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts entspricht, und einen Seitenflächenlichtblockierabschnitt umfasst, der sich von dem Oberflächenlichtblockierabschnitt entlang einer Seitenfläche des Ladungsrückhalteabschnitts erstreckt.
    • [B-2] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß [B-1], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem in die Isolierfilmschicht hineinragenden Zustand vorgesehen ist.
    • [B-3] Das Festkörper-Bildaufnahmeelement gemäß [B-1], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Zustand vorgesehen ist, in dem er über die Isolierfilmschicht in das Halbleitersubstrat hineinragt.
  • <<Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Bildaufnahmeelements>>
    • [C-1] Ein Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Bildaufnahmeelements umfassend einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt, einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung zurückhält, ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind, eine Verdrahtungsschicht, eine Isolierfilmschicht, einen ersten lichtblockierenden Film und einen zweiten lichtblockierenden Film, wobei die Isolierfilmschicht, der erste lichtblockierende Film und die Verdrahtungsschicht auf einer zweiten Fläche des Halbleitersubstrats auf einer einer ersten Fläche, auf die Licht einfällt, gegenüberliegenden Seite in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe der zweiten Fläche gestapelt sind, wobei das Verfahren umfasst:
      • Ausbilden des ersten lichtblockierenden Films, so dass der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er mindestens ein Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und ein auf einer Seite des Halbleitersubstrats vorstehender Vorsprungabschnitt in einem Teil gebildet wird, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht; und
      • Ausbilden des zweiten lichtblockierenden Films, so dass ein erster Lichtblockierabschnitt, der sich von der ersten Fläche des Halbleitersubstrats teilweise durch das Halbleitersubstrat erstreckt, zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt gebildet wird, ein zweiter Lichtblockierabschnitt, der länger als der erste Lichtblockierabschnitt ist, zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt gebildet wird, und ein dritter Lichtblockierabschnitt, der einen Teil der ersten Fläche des Halbleitersubstrats bedeckt, gebildet wird.
    • [C-2] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß [C-1], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil vorgesehen ist, der einer Ausbildungsposition von mindestens einem des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films entspricht.
    • [C-3] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß [C-2], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil mehr auf einer Seite des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts als unmittelbar unter der Ausbildungsposition mindestens eines des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films vorgesehen ist.
    • [C-4] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß [C-2], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil unmittelbar unterhalb der Ausbildungsposition mindestens eines des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films vorgesehen ist.
    • [C-5] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß einem der Punkte [C-1] bis [C-4], bei dem der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er ein Ausbildungsgebiet des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts abdeckt.
    • [C-6] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß einem der Punkte [C-1] bis [C-3], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem in die Isolierfilmschicht hineinragenden Zustand vorgesehen ist.
    • [C-7] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß einem der Punkte [C-1] bis [C-3], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Zustand vorgesehen ist, in dem er über die Isolierfilmschicht in das Halbleitersubstrat hineinragt.
    • [C-8] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß einem der Punkte [C-1] bis [C-7], bei dem der erste Lichtblockierabschnitt und der zweite Lichtblockierabschnitt über den dritten Lichtblockierabschnitt in einer Richtung parallel zur ersten Fläche des Halbleitersubstrats verbunden sind.
    • [C-9] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß [C-8], bei dem eine Seitenfläche des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts von dem ersten und dem zweiten Lichtblockierabschnitt umgeben ist.
    • [C-10] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß [C-9], bei dem der erste Lichtblockierabschnitt mindestens zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und einem Transfergateabschnitt angeordnet ist, der so eingerichtet ist, dass er Ladung vom photoelektrischen Wandlerabschnitt zum Ladungsrückhalteabschnitt überträgt, und der zweite Lichtblockierabschnitt mindestens zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt eines Einheitspixels von zueinander benachbarten Einheitspixeln und dem Ladungsrückhalteabschnitt eines anderen Einheitspixels angeordnet ist.
    • [C-11] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß [C-6], bei dem die Isolierfilmschicht zwei Schichten eines ersten Isolierfilms und eines zweiten Isolierfilms mit unterschiedlicher Zusammensetzung enthält, und der erste Isolierfilm und der zweite Isolierfilm in dieser Reihenfolge von der Seite nahe der zweiten Fläche auf die zweite Fläche des Halbleitersubstrats gestapelt sind.
    • [C-12] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß [C-11], bei dem der erste Isolierfilm einen Oxidfilm umfasst und der zweite Isolierfilm einen Nitridfilm umfasst.
    • [C-13] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß [C-12], bei der die Isolierfilmschicht eine Dreischichtstruktur ist mit einem dritten Isolierfilm, der einen Oxidfilm auf einer Seite des zweiten Isolierfilms gegenüber dem ersten Isolierfilm umfasst.
    • [C-14] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements gemäß [C-13], wobei die Dicke des ersten Isolierfilms mehr als oder gleich 10 nm beträgt, die Dicke des zweiten Isolierfilms mehr als oder gleich 50 nm beträgt, und eine Dicke des dritten Isolierfilms mehr als oder gleich 25 nm beträgt.
    • [C-15] Das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Bildaufnahmeelements nach eine der Punkte [C-11] bis [C-14], bei dem der zweite Lichtblockierabschnitt den ersten Isolierfilm durchdringt und sich bis zur zweiten Isolierfilm erstreckt.
  • <<Elektronisches Gerät>>
    • [D-1] Ein elektronisches Gerät umfassend:
      • ein Festkörper-Bildaufnahmeelement umfassend
      • einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt,
      • einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung zurückhält,
      • ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind,
      • eine Verdrahtungsschicht,
      • eine Isolierfilmschicht,
      • einen ersten lichtblockierenden Film und
      • einen zweiten lichtblockierenden Film,
      wobei die Isolierfilmschicht, der erste lichtblockierende Film und die Verdrahtungsschicht auf einer zweiten Fläche des Halbleitersubstrats, auf einer einer ersten Fläche, auf die Licht einfällt, gegenüberliegenden Seite, in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe der zweiten Fläche gestapelt sind, der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er mindestens ein Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und einen Vorsprungabschnitt aufweist, der auf einer Seite des Halbleitersubstrats in einem Teil vorsteht, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht, und der zweite lichtblockierende Film einen ersten Lichtblockierabschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet ist und sich von der ersten Fläche des Halbleitersubstrats teilweise durch das Halbleitersubstrat erstreckt, einen zweiten Lichtblockierabschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet und so eingerichtet ist, dass er länger als der erste Lichtblockierabschnitt ist, und einen dritten Lichtblockierabschnitt umfasst, der einen Teil der ersten Fläche des Halbleitersubstrats bedeckt.
    • [D-2] Das elektronische Gerät gemäß [D-1], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil vorgesehen ist, der einer Ausbildungsposition von mindestens einem des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films entspricht.
    • [D-3] Das elektronische Gerät gemäß [D-2], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil mehr auf einer Seite des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts als unmittelbar unter der Ausbildungsposition mindestens eines des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films vorgesehen ist.
    • [D-4] Das elektronische Gerät gemäß [D-2], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil unmittelbar unterhalb der Ausbildungsposition mindestens eines des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films vorgesehen ist.
    • [D-5] Das elektronische Gerät gemäß einem der Punkte [D-1] bis [D-4], bei dem der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er ein Ausbildungsgebiet des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts abdeckt.
    • [D-6] Das elektronische Gerät gemäß einem der Punkte in [D-1] bis [D-3], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem in die Isolierfilmschicht hineinragenden Zustand vorgesehen ist.
    • [D-7] Das elektronische Gerät gemäß einem der Punkte [D-1] bis [D-3], bei dem der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Zustand vorgesehen ist, in dem er über die Isolierfilmschicht in das Halbleitersubstrat hineinragt.
    • [D-8] Das elektronische Gerät gemäß einem der Punkte [D-1] bis [D-7], bei dem der erste Lichtblockierabschnitt und der zweite Lichtblockierabschnitt über den dritten Lichtblockierabschnitt in einer Richtung parallel zur ersten Fläche des Halbleitersubstrats verbunden sind.
    • [D-9] Das elektronische Gerät gemäß [D-8], bei dem eine Seitenfläche des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts von dem ersten und dem zweiten Lichtblockierabschnitt umgeben ist.
    • [D-10] Das elektronische Gerät gemäß [D-9], bei dem der erste Lichtblockierabschnitt mindestens zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und einem Transfergateabschnitt angeordnet ist, der so eingerichtet ist, dass er Ladung vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt zum Ladungsrückhalteabschnitt überträgt, und der zweite Lichtblockierabschnitt mindestens zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt eines Einheitspixels von zueinander benachbarten Einheitspixeln und dem Ladungsrückhalteabschnitt eines anderen Einheitspixels angeordnet ist.
    • [D-11] Das elektronische Gerät gemäß [D-6], bei dem die Isolierfilmschicht zwei Schichten eines ersten Isolierfilms und eines zweiten Isolierfilms mit unterschiedlicher Zusammensetzung umfasst, und der erste Isolierfilm und der zweite Isolierfilm in dieser Reihenfolge von der Seite nahe der zweiten Fläche auf die zweite Fläche des Halbleitersubstrats gestapelt sind.
    • [D-12] Das elektronische Gerät gemäß [D-11], bei dem der erste Isolierfilm einen Oxidfilm umfasst und der zweite Isolierfilm einen Nitridfilm umfasst.
    • [D-13] Das elektronische Gerät gemäß [D-12], bei dem die Isolierfilmschicht eine Dreischichtstruktur ist mit einem dritten Isolierfilm, der einen Oxidfilm auf einer Seite des zweiten Isolierfilms gegenüber dem ersten Isolierfilm umfasst.
    • [D-14] Das elektronische Gerät gemäß [D-13], bei denen die Dicke des ersten Isolierfilms mehr als oder gleich 10 nm beträgt, die Dicke des zweiten Isolierfilms mehr als oder gleich 50 nm beträgt, und eine Dicke des dritten Isolierfilms mehr als oder gleich 25 nm beträgt.
    • [D-15] Das elektronische Gerät gemäß einem der Punkte [D-11] bis [D-14], bei dem der zweite Lichtblockierabschnitt den ersten Isolierfilm durchdringt und sich bis zum zweiten Isolierfilm erstreckt.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    CMOS-Bildsensor
    11
    Pixel-Array-Abschnitt
    12
    vertikaler Treiberabschnitt
    13
    Spaltenverarbeitungsabschnitt
    14
    horizontaler Treiberabschnitt
    15
    Systemsteuerungsabschnitt
    16 (161 bis 16m)
    Pixeltreiberleitung
    17 (171 bis 17n)
    vertikale Signalleitung
    18
    Signalverarbeitungsabschnitt
    19
    Datenspeicherabschnitt
    20
    Einheitspixel
    21
    Photodiode (photoelektrischer Umwandlungsabschnitt)
    22
    erster Transfergateabschnitt
    23
    zweiter Transfergateabschnitt
    24
    Ladungsrückhalteabschnitt (MEM)
    25
    floatender bzw. potentialfreier Diffusionsbereich
    26
    dritter Transfergateabschnitt
    27
    Rücksetztransistor
    28
    Verstärkungstransistor
    29
    Auswahltransistor
    33
    Überlaufgateabschnitt
    51
    Halbleitersubstrat
    52
    Isolierfilmschicht
    52A
    erster Isolierfilm
    52B
    zweiter Isolierfilm
    52C
    dritter Isolierfilm
    53
    erster lichtblockierender Film
    53A, 53B
    Vorsprungabschnitt
    53C
    flacher Abschnitt (Hauptkörperabschnitt)
    54
    Verdrahtungsschicht
    55
    Gateelektrode
    56
    Mehrschichtfilm
    57
    zweiter lichtblockierender Film
    57
    Oberflächenlichtblockierabschnitt (dritter Lichtblockierabschnitt)
    57B
    Nicht durchdringender Lichtblockierabschnitt (erster Lichtblockierabschnitt)
    57C
    durchdringender Lichtblockierabschnitt (zweiter Lichtblockierabschnitt)
    57D
    Seitenflächenlichtblockierabschnitt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013065688 [0005]

Claims (20)

  1. Festkörper-Bildaufnahmeelement, aufweisend: einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt; einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung zurückhält; ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind; eine Verdrahtungsschicht; eine Isolierfilmschicht; einen ersten lichtblockierenden Film; und einen zweiten lichtblockierenden Film, wobei die Isolierfilmschicht, der erste lichtblockierende Film und die Verdrahtungsschicht auf dem Halbleitersubstrat auf einer zweiten Fläche auf einer einer ersten Fläche, auf die Licht einfällt, gegenüberliegenden Seite in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe der zweiten Fläche gestapelt sind, der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er mindestens ein Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und einen Vorsprungabschnitt aufweist, der auf einer Seite des Halbleitersubstrats in einem Teil vorsteht, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht, und der zweite lichtblockierende Film einen ersten Lichtblockierabschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet ist und sich von der ersten Fläche des Halbleitersubstrats teilweise durch das Halbleitersubstrat erstreckt, einen zweiten Lichtblockierabschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet und so eingerichtet ist, dass er länger als der erste Lichtblockierabschnitt ist, und einen dritten Lichtblockierabschnitt umfasst, der einen Teil der ersten Fläche des Halbleitersubstrats bedeckt.
  2. Festkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil vorgesehen ist, der einer Ausbildungsposition von mindestens einem des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films entspricht.
  3. Festkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 2, wobei der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil mehr auf einer Seite des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts als unmittelbar unterhalb der Ausbildungsposition von mindestens einem des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films vorgesehen ist.
  4. Festkörper-Bildaufnahmeelement Anspruch 2, wobei der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Teil unmittelbar unterhalb der Ausbildungsposition von mindestens einem des ersten Lichtblockierabschnitts oder des zweiten Lichtblockierabschnitts des zweiten lichtblockierenden Films vorgesehen ist.
  5. Festkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er ein Ausbildungsgebiet des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts abdeckt.
  6. Festkörper-Bildaufnahmeelement Anspruch 1, wobei der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem in die Isolierfilmschicht hineinragenden Zustand vorgesehen ist.
  7. Festkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Zustand vorgesehen ist, in dem er über die Isolierfilmschicht in das Halbleitersubstrat hineinragt.
  8. Das Festkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 1, wobei der erste Lichtblockierabschnitt und der zweite Lichtblockierabschnitt über den dritten Lichtblockierabschnitt in einer Richtung parallel zur ersten Fläche des Halbleitersubstrats verbunden sind.
  9. Festkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 8, wobei eine Seitenfläche des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts von dem ersten Lichtblockierabschnitt und dem zweiten Lichtblockierabschnitt umgeben ist.
  10. Festkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 9, wobei der erste Lichtblockierabschnitt mindestens zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und einem Transfergateabschnitt angeordnet ist, der so eingerichtet ist, dass er Ladung vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt zum Ladungsrückhalteabschnitt überträgt, und der zweite Lichtblockierabschnitt mindestens zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt eines Einheitspixels von zueinander benachbarten Einheitspixeln und dem Ladungsrückhalteabschnitt eines anderen Einheitspixels angeordnet ist.
  11. Festkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 6, wobei die Isolierfilmschicht zwei Schichten eines ersten Isolierfilms und eines zweiten Isolierfilms mit unterschiedlichen Zusammensetzungen umfasst, und der erste Isolierfilm und der zweite Isolierfilm in dieser Reihenfolge von der Seite nahe der zweiten Fläche auf die zweite Fläche des Halbleitersubstrats gestapelt sind.
  12. Festkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 11, wobei der erste Isolierfilm einen Oxidfilm umfasst, und der zweite Isolierfilm einen Nitridfilm umfasst.
  13. Festkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 12, wobei die Isolierfilmschicht eine Dreischichtstruktur ist mit einem dritten Isolierfilm, der einen Oxidfilm auf einer Seite des zweiten Isolierfilms gegenüber dem ersten Isolierfilm umfasst.
  14. Festkörper-Bildaufnahmeelement Anspruch 13, wobei eine Dicke des ersten Isolierfilms mehr als oder gleich 10 nm beträgt, die Dicke des zweiten Isolierfilms mehr als oder gleich 50 nm beträgt, und eine Dicke des dritten Isolierfilms mehr als oder gleich 25 nm beträgt.
  15. Festkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 11, wobei der zweite Lichtblockierabschnitt den ersten Isolierfilm durchdringt und sich bis zum zweiten Isolierfilm erstreckt.
  16. Festkörper-Bildaufnahmeelement, aufweisend: einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt; einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung zurückhält; ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind; eine Verdrahtungsschicht; eine Isolierfilmschicht; einen ersten lichtblockierenden Film; und einen zweiten lichtblockierenden Film, wobei der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er mindestens ein Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und einen Vorsprungabschnitt aufweist, der auf einer Seite des Halbleitersubstrats in einem Teil vorsteht, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht, und der zweite lichtblockierende Film einen Oberflächenlichtblockierabschnitt aufweist, der in einem unteren Bereich eines eingegrabenen Bereichs eines Gebiets einer ersten Fläche des Halbleitersubstrats vorgesehen ist, das dem Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts entspricht, und einen Seitenflächenlichtblockierabschnitt umfasst, der sich von dem Oberflächenlichtblockierabschnitt entlang einer Seitenfläche des Ladungshückalteabschnitts erstreckt.
  17. Festkörper-Bildaufnahmeelement Anspruch 16, wobei der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem in die Isolierfilmschicht hineinragenden Zustand vorgesehen ist.
  18. Festkörper-BildaufnahmeelementFestkörper-Bildaufnahmeelement nach Anspruch 16, wobei der Vorsprungabschnitt des ersten lichtblockierenden Films in einem Zustand vorgesehen ist, in dem er über die Isolierfilmschicht in das Halbleitersubstrat hineinragt.
  19. Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Bildaufnahmeelements, umfassend einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt, einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung zurückhält, ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind, eine Verdrahtungsschicht, eine Isolierfilmschicht, einen ersten lichtblockierenden Film, und einen zweiten lichtblockierenden Film, wobei die Isolierfilmschicht, der erste lichtblockierende Film und die Verdrahtungsschicht auf auf einer zweiten Fläche des Halbleitersubstrats auf einer einer ersten Fläche, auf die Licht einfällt, gegenüberliegenden Seite in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe der zweiten Fläche gestapelt sind, wobei das Verfahren umfasst: Ausbilden des ersten lichtblockierenden Films, so dass der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er mindestens ein Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und ein auf einer Seite des Halbleitersubstrats vorstehender Vorsprungabschnitt in einem Teil gebildet wird, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht; und Ausbilden des zweiten lichtblockierenden Films, so dass ein erster Lichtblockierabschnitt, der sich von der ersten Fläche des Halbleitersubstrats teilweise durch das Halbleitersubstrat erstreckt, zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt gebildet wird, ein zweiter Lichtblockierabschnitt, der länger als der erste Lichtblockierabschnitt ist, zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt gebildet wird, und ein dritter Lichtblockierabschnitt, der einen Teil der ersten Fläche des Halbleitersubstrats bedeckt, gebildet wird.
  20. Elektronisches Gerät, aufweisend: ein Festkörper-Bildaufnahmeelement umfassend einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt, einen Ladungsrückhalteabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er die vom photoelektrischen Umwandlungsabschnitt erzeugte Ladung zurückhält, ein Halbleitersubstrat, in dem der photoelektrische Umwandlungsabschnitt und der Ladungsrückhalteabschnitt ausgebildet sind, eine Verdrahtungsschicht, eine Isolierfilmschicht, einen ersten lichtblockierenden Film, und einen zweiten lichtblockierenden Film, wobei die Isolierfilmschicht, der erste lichtblockierenden Film und die Verdrahtungsschicht auf dem Halbleitersubstrat auf einer zweiten Fläche auf einer einer ersten Fläche, auf die Licht einfällt, gegenüberliegenden Seite in dieser Reihenfolge von einer Seite nahe der zweiten Fläche gestapelt sind, der erste lichtblockierende Film so vorgesehen ist, dass er mindestens ein Ausbildungsgebiet des Ladungsrückhalteabschnitts bedeckt und einen Vorsprungabschnitt aufweist, der auf einer Seite des Halbleitersubstrats in einem Teil vorsteht, der einer Ausbildungsposition des zweiten lichtblockierenden Films entspricht, und der zweite lichtblockierende Film einen ersten Lichtblockierabschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet ist und sich von der ersten Fläche des Halbleitersubstrats teilweise durch das Halbleitersubstrat erstreckt, einen zweiten Lichtblockierabschnitt, der zwischen einem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und dem Ladungsrückhalteabschnitt angeordnet und so eingerichtet ist, dass er länger als der erste Lichtblockierabschnitt ist, und einen dritten Lichtblockierabschnitt umfasst, der einen Teil der ersten Fläche des Halbleitersubstrats bedeckt.
DE112018004413.0T 2017-10-03 2018-08-07 Festkörper-bildaufnahmeelement, verfahren zur herstellung eines festkörper-bildaufnahmeelements und elektronische vorrichtung Pending DE112018004413T5 (de)

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