TW201505163A - 固態影像感測裝置及固態影像感測裝置之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之一個實施形態，目的在於提供一種不需將遮光部減薄，便能提升受光靈敏度的固態影像感測裝置及固態影像感測裝置之製造方法。
依照本發明的一個實施形態，係提供一種固態影像感測裝置。固態影像感測裝置具備半導體層與遮光部。半導體層，係複數個光電變換元件排列成二維陣列狀。遮光部，具有遮光構件，其設於半導體層的內部，與半導體層之界面係被絕緣膜被覆。又，遮光部具備遮光區域與元件分離區域。遮光區域，設於半導體層的內部之前述光電變換元件的受光面側，遮蔽從特定方向朝光電變換元件入射的光。元件分離區域，從遮光區域朝向複數個光電變換元件之間，朝半導體層的深度方向凸設，將複數個光電變換元件電性及光學性地予以元件分離。
Description
本發明之實施形態係有關固態影像感測裝置、及固態影像感測裝置之製造方法。
習知，數位相機或附相機功能的行動終端等電子機器，具備具有固態影像感測裝置之相機模組。固態影像感測裝置係具備與攝像圖像的各像素相對應而以二維排列之複數個光電變換元件。
各光電變換元件設於半導體層，將透過半導體層的光入射側上層積之絕緣層、彩色濾光片、微透鏡而入射的光，光電變換成與受光量相應的量之電荷，蓄積成為示意各像素亮度之訊號電荷。在光電變換元件與彩色濾光片之間設置的絕緣層的內部，設有對於各光電變換元件遮蔽從特定方向入射的光之遮光部。
舉例來說，在為了檢測攝像光學系統的焦點而設置之所謂相位差檢測用的光電變換元件的受光面側，
設有被覆受光面的一部分之遮光部，以便將入射的光做光瞳分割(pupil dividing)。此外，從光入射側觀察時，在攝像用的各光電變換元件之間，設有遮蔽從與相鄰光電變換元件相對應之彩色濾光片入射的光之遮光部。
在該固態影像感測裝置中，入射的光可能會在遮光部的側面漫射而使得受光靈敏度降低。此處，雖然將遮光部減薄便能減低漫射，但由於遮光部的圖樣微細，圖樣的一部分可能因為電性或機械性應力而消失。另一方面，若將遮光部增厚的情形下，會變得難以確保平坦性，在以絕緣層填埋遮光部的工程中，於絕緣層內會產生稱為孔隙(void)的氣泡。該孔隙會導致受光靈敏度降低。
本發明所欲解決之問題，在於提供一種不需將遮光部減薄，便可提升受光靈敏度的固態影像感測裝置及固態影像感測裝置之製造方法。
一實施形態的固態影像感測裝置，具備：半導體層，係複數個光電變換元件排列成2維陣列狀；及遮光部，具有遮光構件，其設於前述半導體層的內部，與前述半導體層之界面係被絕緣膜被覆；前述遮光部，具備
遮光區域，設於前述半導體層的內部之前述光電變換元件的受光面側，遮蔽從特定方向朝前述光電變換元件入射的光；及元件分離區域，從前述遮光區域朝向前述複數個光電變換元件之間，朝前述半導體層的深度方向凸設，將前述複數個光電變換元件電性及光學性地予以元件分離。
另一實施形態的固態影像感測裝置之製造方法，包含：在第1導電型的半導體層上將第2導電型的半導體區域二維排列成行列狀，藉此形成複數個光電變換元件，
在前述半導體層的內部，藉由與前述半導體層之界面被絕緣膜被覆之遮光構件來形成遮光部，該遮光部具有遮蔽從特定方向朝前述光電變換元件入射的光之遮光區域，及將前述複數個光電變換元件電性及光學性地予以元件分離之元件分離區域。
按照上述構成的固態影像感測裝置及固態影像感測裝置之製造方法，便不需將遮光部減薄，而可提升受光靈敏度。
1‧‧‧數位相機
4a‧‧‧光電變換元件
4b‧‧‧相位差檢測元件
11‧‧‧相機模組
12‧‧‧後段處理部
13‧‧‧攝像光學系統
14‧‧‧固態影像感測裝置
15‧‧‧ISP(Image Signal Processor)
16‧‧‧記憶部
17‧‧‧顯示部
20‧‧‧影像感測器
21‧‧‧訊號處理電路
22‧‧‧周邊電路
23、23a‧‧‧像素陣列
24‧‧‧垂直位移暫存器
25‧‧‧時序控制部
26‧‧‧CDS(相關雙重取樣部)
27‧‧‧ADC(類比數位變換部)
28‧‧‧線記憶體
31‧‧‧微透鏡
32‧‧‧彩色濾光片
33‧‧‧導波路
34‧‧‧P型的Si層
35‧‧‧絕緣層
36‧‧‧黏著層
37‧‧‧支撐基板
38‧‧‧保護膜
39‧‧‧N型的Si區域
40‧‧‧遮光部
41‧‧‧相位差圖樣
42a、42b‧‧‧遮光區域
43a、43b‧‧‧元件分離區域
44‧‧‧絕緣膜
45‧‧‧遮光構件
46‧‧‧讀出閘
47‧‧‧多層配線
51‧‧‧第1溝槽
52a、52b‧‧‧第2溝槽
100‧‧‧半導體基板
[圖1]具備實施形態之固態影像感測裝置的數位相機
概略構成示意方塊圖。
[圖2]實施形態之固態影像感測裝置的概略構成示意方塊圖。
[圖3]實施形態之遮光部及相位差圖樣形狀示意說明圖。
[圖4]圖3所示A-A’線之截面模型示意說明圖。
[圖5]實施形態之固態影像感測裝置的製造工程示意截面模型圖。
[圖6]實施形態之固態影像感測裝置的製造工程示意截面模型圖。
[圖7]實施形態之固態影像感測裝置的製造工程示意截面模型圖。
[圖8]在表面照射型的影像感測器中採用實施形態之遮光部及相位差圖樣時之說明圖。
以下參照所附圖面，詳細說明實施形態之固態影像感測裝置及固態影像感測裝置之製造方法。另，本發明並非由該實施形態所限定。
圖1為具備實施形態之固態影像感測裝置14的數位相機1概略構成示意方塊圖。如圖1所示，數位相機1具備相機模組11與後段處理部12。
相機模組11具備攝像光學系統13與固態影
像感測裝置14。攝像光學系統13攝入來自被攝體的光，使被攝體像成像。固態影像感測裝置14，會將藉由攝像光學系統13而成像之被攝體像予以攝像，並將藉由攝像而得之圖像訊號輸出至後段處理部12。
此外，固態影像感測裝置14會依據藉由攝像而得之圖像訊號，生成自動調整攝像光學系統13的焦點之控制訊號，並輸出至攝像光學系統13。該相機模組11除了數位相機1以外，例如還可運用於附相機之行動終端等電子機器。
後段處理部12具備ISP(Image Signal Processor，影像訊號處理器)15、記憶部16及顯示部17。ISP15對於從固態影像感測裝置14輸入之圖像訊號進行訊號處理。該ISP15例如會進行雜訊除去處理、缺陷像素修正處理、解析度變換處理等高畫質化處理。
接著，ISP15會將訊號處理後的圖像訊號輸出至記憶部16、顯示部17以及相機模組11內的固態影像感測裝置14所具備之後述訊號處理電路21(參照圖2)。從ISP15反饋給相機模組11的圖像訊號，係用於固態影像感測裝置14的調整或控制。
記憶部16會將從ISP15輸入的圖像訊號記憶成為圖像。此外，記憶部16會將記憶的圖像之圖像訊號因應使用者之操作等而輸出至顯示部17。顯示部17會因應從ISP15或記憶部16輸入之圖像訊號而顯示圖像。該顯示部17例如為液晶顯示器。
接著參照圖2，說明相機模組11具備之固態影像感測裝置14。圖2為第1實施形態之固態影像感測裝置14的概略構成示意方塊圖。如圖2所示，固態影像感測裝置14具備影像感測器20、訊號處理電路21。
此處，係針對影像感測器20為所謂背面照射型CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)影像感測器，亦即配線層是形成於將入射光做光電變換的光電變換元件中與入射光入射面相反側之面上的情形來說明。
另，本實施形態之影像感測器20，並不限定於背面照射型CMOS影像感測器，亦可為表面照射型CMOS影像感測器、或CCD(Charge Coupled Device)影像感測器等任意之影像感測器。
影像感測器20具備周邊電路22、像素陣列23。此外，周邊電路22具備垂直移位暫存器(vertical shift register)24、時序控制部25、CDS(correlated double sampling，相關雙重取樣部)26、ADC(類比數位變換部)27、及線記憶體28。
像素陣列23設於影像感測器20的攝像區域。在該像素陣列23設有半導體層，與攝像圖像的各像素相對應之複數個光電變換元件，是朝水平方向(列方向)及垂直方向(行方向)配置成二維陣列狀(矩陣狀)。又，像素陣列23會使與各像素相對應之各光電變換元件產生相應於入射光量的訊號電荷(例如電子)並蓄
積。
時序控制部25係為對垂直移位暫存器24輸出脈衝訊號以作為動作時序基準之處理部。垂直移位暫存器24，係為從配置成陣列(行列)狀的複數個光電變換元件當中，將用來以列單位依序選擇讀取訊號電荷的光電變換元件之選擇訊號輸出至像素陣列23之處理部。
像素陣列23係將藉由從垂直移位暫存器24輸入的選擇訊號而以列單位被選擇之各光電變換元件中蓄積的訊號電荷，從光電變換元件輸出至CDS26以作為示意各像素亮度之像素訊號。
CDS26係為從自像素陣列23輸入的像素訊號中，藉由相關雙重取樣除去雜訊而輸出至ADC27之處理部。ADC27係為將從CDS26輸入的類比像素訊號變換成數位像素訊號並輸出至線記憶體28之處理部。線記憶體28係為暫時保持從ADC27輸入的像素訊號，並依像素陣列23中的每一列光電變換元件而輸出至訊號處理電路21之處理部。
訊號處理電路21係為對從線記憶體28輸入的像素訊號進行規定訊號處理並輸出至後段處理部12之處理部。訊號處理電路21係對像素訊號例如進行鏡頭陰影校正(shading correction)、傷痕修正、雜訊減低處理等訊號處理。
像這樣，影像感測器20中，配置於像素陣列23的複數個光電變換元件會將入射光光電變換成與受光
量相應的量之訊號電荷並蓄積，周邊電路22會將各光電變換元件中蓄積的訊號電荷讀取成為像素訊號，藉此進行攝像。
此外，像素陣列23具備為了檢測攝像光學系統13的焦點而設置之，以所謂光瞳分割相位差檢測方式進行焦點檢測用之光電變換元件(以下記載為「相位差檢測元件」)。相位差檢測元件，是在像素陣列23當中鄰近之位置至少設置2個，即一對。
在各相位差檢測元件的受光面側，設置被覆受光區域的一部分(例如一半)之遮光部(以下記載為「相位差圖樣」)。另，在攝像用的光電變換元件之受光面側亦設置遮光部，其從受光面側觀察時係包圍各光電變換元件。
固態影像感測裝置14中，訊號處理部21係依據藉由一對相位差檢測元件而被光電變換之訊號電荷，來算出各相位差檢測元件受光的光之相位差。接著，訊號處理電路21會使攝像光學系統13的鏡頭移動並進行使其自動合焦之處理，以便使算出的相位差會趨近於合焦基準之相位差。
接著參照圖3，說明像素陣列23中的遮光部及相位差圖樣之形狀。圖3為實施形態之遮光部40及相位差圖樣41形狀示意說明圖。另，圖3中，針對比形成有攝像用的光電變換元件4a及相位差檢測元件4b之半導體層還更設於光入射側之構成要素，係省略圖示。
如圖3所示，在像素陣列23，從光入射側觀察時受光面呈矩形狀曝露之複數個光電變換元件4a，係設置成行列狀。此外，在像素陣列23，從光入射側觀察時受光面呈三角形狀曝露之一對相位差檢測元件4b，係相鄰設置。該相位差檢測元件4b，在矩形狀的受光面當中，以受光面的對角線為交界的一半係被相位差圖樣41被覆，藉此，受光面呈三角形狀曝露。
像這樣，一對相位差檢測元件4b中，受光面相互對稱的一半係被相位差圖樣41被覆，藉此，相對於與受光面垂直之方向，會從傾斜了彼此對稱角度之斜方向接受入射的光，並將入射的光做光瞳分割。如此一來，訊號處理電路21便能算出光瞳分割的一對光的相位差，並藉由與基準之相位差比較，而自動地使其合焦。
此外，在各光電變換元件4a及相位差檢測元件4b的周圍，設置從光入射側觀察時呈格子狀之遮光部40。藉由該遮光部40，便能遮蔽從鄰設的光電變換元件4a或相位差檢測元件4b側侵入至各光電變換元件4a及相位差檢測元件4b的光。另，在光電變換元件4A及相位差檢測元件4b與遮光部40及相位差圖樣41之間，設置絕緣膜44。
本實施形態中，係將像素陣列23構成為，不需將遮蔽上述光的遮光部40及相位差圖樣41減薄，也能提升受光靈敏度。以下參照圖4，說明實施形態之像素陣列23的構成。
圖4為圖3所示A-A’線之截面模型示意說明圖。另，圖4中，針對比形成有攝像用的光電變換元件4a及相位差檢測元件4b之半導體層還更設於光入射側之構成要素，亦一併圖示。以下，以第1導電型為P型、第2導電型為N型來說明，但第1導電型為N型、第2導電型為P型亦可。
如圖4所示，像素陣列23從光入射側依序具備微透鏡31、彩色濾光片32、導波路33、P型半導體(此處訂為Si(矽))層34、絕緣層35、黏著層36、支撐基板37。
微透鏡31為將入射的光聚光之平凸透鏡。彩色濾光片32為使紅、綠、藍或白的任一色光選擇性穿透之濾波器。導波路33為將穿透彩色濾光片32的光引導至P型的Si層34側之區域，例如由氮化Si所形成。在導波路33的周圍，例如設置由氧化Si所形成之保護膜38。
P型的Si層34為例如使摻入硼等P型雜質的Si進行磊晶成長而形成之區域。另，P型的Si層34亦可對Si晶圓將P型雜質離子植入而形成。
P型的Si層34內部當中，在形成光電變換元件4a及相位差檢測元件4b的位置，設置N型的Si區域39。像素陣列23中，藉由P型的Si層34與N型的Si區域39之PN接合而形成之光二極體，會成為光電變換元件4a及相位差檢測元件4b。
另，在絕緣層35的內部，設置從光電變換元
件4a或相位差檢測元件4b讀取訊號電荷之讀出閘46或多層配線47等。黏著層36及支撐基板37後述之。
又，實施形態之像素陣列23中，遮光部40及相位差圖樣41並非設置在比設有光電變換元件4a及相位差檢測元件4b之P型的Si層34還上層(光入射側)，而是設置在P型的Si層34中的受光面側內部。
具體而言，遮光部40，是在P型的Si層34當中光電變換元件4a的受光面側內部，具備設於各光電變換元件4a之間的遮光區域42a、以及從遮光區域42a朝向各N型的Si區域39之間，朝P型的Si層34的深度方向凸設之元件分離區域43a。
該遮光部40，是在P型的Si層34當中形成遮光區域42a及元件分離區域43a的位置形成溝槽，再將溝槽的內周面藉由絕緣膜44被覆後，藉由遮光構件45填埋溝槽而形成。
遮光部40的遮光區域42a，係遮蔽相對於各光電變換元件4a從特定方向入射的光，例如從鄰設的光電變換元件4a上的彩色濾光片32入射的光。此外，元件分離區域43a，係將各光電變換元件4a之間，或將光電變換元件4a與相位差檢測元件4b之間，電性及光學性地予以元件分離。
此外，相位差圖樣41，具備設於被覆相位差檢測元件4b的受光面的一部分(此處為一半)的位置之遮光區域42b、以及從遮光區域42b朝向各N型的Si區
域39之間，朝P型的Si層34的深度方向凸設之元件分離區域43b。
該位相差圖樣41，是在P型的Si層34當中形成遮光區域42b及元件分離區域43b的位置形成溝槽，再將溝槽的內周面藉由絕緣膜44被覆後，藉由遮光構件45填埋溝槽而形成。
相位差圖樣41的遮光區域42b，係遮蔽從特定方向朝各相位差檢測元件4b入射的光，例如從相對於與受光面垂直之方向傾斜了規定角度之斜方向入射的光。此外，元件分離區域43b，係將各相位差檢測元件4b之間，或將相位差檢測元件4b與光電變換元件4a之間，電性及光學性地予以元件分離。
像這樣，像素陣列23在設有光電變換元件4a及相位差檢測元件4b之P型的Si層34的受光面側內部，具備遮光區域42a、42b。因此，像素陣列23中，即使入射光在遮光區域42a、42b的側面漫射，相較於遮光部設置在比P型的Si層34還上層之情形，會在較接近光電變換元件4a及相位差檢測元件4b的位置發生漫射。
是故，依照像素陣列23，藉由光電變換元件4a及相位差檢測元件4b，能夠使在遮光區域42a、42b的側面漫射的光有效率地受光，故能提升受光靈敏度。
而且，像素陣列23能夠有效率地接受在遮光區域42a、42b的側面漫射的光，故不必將遮光區域42a、42b減薄。因此，依照像素陣列23，便能抑制由於將遮光
區域42a、42b減薄而造成遮光區域42a、42b的圖樣消失。
又，像素陣列23中，遮光部40及相位差圖樣41是設置在P型的Si層34內部，故能夠確保P型的Si層34的受光面亦即上面之平坦性。如此一來，像素陣列23中，當在比P型的Si層34還上層形成導波路33及保護膜38時，便能抑制導波路33及保護膜38內部產生孔隙，故能抑制孔隙導致的受光靈敏度降低。
接著參照圖5至圖7，說明實施形態之固態影像感測裝置14之製造方法。另，固態影像感測裝置14當中像素陣列23以外的部分之製造方法，係與一般的CMOS影像感測器相同。因此，以下僅針對固態影像感測裝置14當中像素陣列23部分之製造方法進行說明。
圖5至圖7為實施形態之固態影像感測裝置14的製造工程示意截面模型圖。另，圖5至圖7中，係選擇性地揭示像素陣列23當中圖4所示部分之製造工程。
如圖5(a)所示，當製造像素陣列23的情形下，會在Si晶圓等半導體基板100上形成P型的Si層34。此時，例如在半導體基板100上使摻入硼等P型雜質之Si層磊晶成長，藉此形成P型的Si層34。另，該P型的Si層34，亦可藉由對Si晶圓內部離子植入P型雜質並進行退火處理來形成。
接下來，對P型的Si層34當中形成光電變
換元件4a及相位差檢測元件4b之位置，例如離子植入磷等N型雜質並進行退火處理，藉此形成N型的Si區域39。如此一來，像素陣列23中，藉由P型的Si層34與N型的Si區域39之PN接合而形成光二極體，即光電變換元件4a及相位差檢測元件4b。
其後，如圖5(b)所示，在P型的Si層34上形成讀出閘46或多層配線47等，且形成絕緣層35。該工程中，在P型的Si層34的上面形成讀出閘46等之後，反覆進行形成氧化Si層之工程、於氧化Si層形成規定配線圖樣之工程、以及在配線圖樣內埋入Cu等而形成多層配線47之工程。如此一來，便會形成在內部設有讀出閘46或多層配線47等之絕緣層35。
接下來，如圖5(c)所示，在絕緣層35的上面塗布黏著劑以設置黏著層36，在黏著層36的上面例如貼附Si晶圓等支撐基板37。其後，如圖5(d)所示將構造體上下翻轉之後，例如藉由磨床等研磨裝置從背面側(此處為上面側)研磨半導體基板100，將半導體基板100減薄至成為規定厚度。
又，例如藉由CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)進一步研磨半導體基板100的背面側，如圖5(d)所示，使P型的Si層34的受光面即背面(此處為上面)露出。
其後，如圖6(a)所示，在P型的Si層34當中形成元件分離區域43a、43b(參照圖4)之位置，也
就是各N型的Si區域39之間的位置，例如藉由RIE(Reactive Ion Etching，反應性離子蝕刻法)形成第1溝槽51。
接下來，如圖6(b)所示，使第1溝槽51當中上端部分的寬度擴張，而在形成遮光區域42a(參照圖4)之位置形成第2溝槽52a，在形成遮光區域42b(參照圖4)之位置形成第2溝槽52b。
此處，第2溝槽52a理想是其寬度於俯視時不會與N型的Si區域39的外周重疊，其深度於截面視時形成為與P型的Si層34內之N型的Si區域39的上面齊一或大略相同。換言之，第2溝槽52a係形成於將攝像用的光電變換元件4a之受光面外周予以包圍之位置。
此外，第2溝槽52b係形成為，其寬度於俯視時會與相位差檢測元件4b當中N型的Si區域39上面的一部分(此處為一半)重疊，其深度於截面視時與P型的Si層34內之N型的Si區域39的上面平齊或大略相同。
其後，如圖6(c)所示，在第1溝槽51及第2溝槽52a、52b的內周面，例如利用CVD(Chemical Vapor Deposition)或濺鍍等形成氧化Si等絕緣膜44。又，對於內周面被絕緣膜44被覆之第1溝槽51及第2溝槽52a、52b的內部，例如利用CVD埋入鋁等遮光構件45。
如此一來，便能一口氣形成具備遮光區域42a
及元件分離區域43a之遮光部40、以及具備遮光區域42b及元件分離區域43b之相位差圖樣41。另，絕緣膜44亦可為氮化Si膜等其他絕緣膜。此外，遮光構件45亦可為鎢或銅等其他具有遮光性的金屬。此外，遮光構件45亦可為折射率與Si相異之氧化Si或氮化Si等絕緣材料。
像這樣，本實施形態中，是將遮光部40及相位差圖樣41，形成於設有光電變換元件4a及相位差檢測元件4b之P型的Si層34內部，故能夠確保P型的Si層34的受光面(上面)之平坦性。
此外，本實施形態中，遮光區域42a、42b的上面與P型的Si層34的上面一致，下面則深度與N型的Si區域39的上面平齊或大略相同。如此一來，便能使遮光區域42a、42b的側面儘可能地接近N型的Si區域39的上面與P型的Si層34之PN接合部分。
是故，依照像素陣列23，即使入射光在遮光區域42a、42b的側面漫射，也能使幾乎所有漫射的光藉由光電變換元件4a及相位差檢測元件4b而受光，故能提升受光靈敏度。
接下來，如圖7(a)所示，在P型的Si層34的上面，例如利用CVD來層積氧化Si以形成保護膜38，再如圖7(b)所示，選擇性地除去光電變換元件4a及相位差檢測元件4b上的保護膜38。
接著，如圖7(c)所示，對於選擇性地除去了保護膜38而成之開口內部，例如利用CVD來層積氮化
Si，藉此形成導波路33。此時，在層積有氮化Si之P型的Si層34的上面，會如前述般確保平坦性。如此一來，在形成導波路33的工程中，便能抑制導波路33內部產生孔隙，故能抑制孔隙導致的像素陣列23受光靈敏度降低。
其後，在導波路33的上面依序形成彩色濾光片32及微透鏡31，藉此形成如圖4所示之像素陣列23。另，以上係針對實施形態之影像感測器20為背面照射型的影像感測器之情形來進行說明，但實施形態之遮光部40及相位差圖樣41，亦能採用於表面照射型的影像感測器。
圖8為在表面照射型的影像感測器中採用實施形態之遮光部40及相位差圖樣41時之說明圖。圖8中揭示了表面照射型的影像感測器當中像素陣列23a的模型截面的一部分。另，圖8所示之構成要素中，針對與圖4所示構成要素具有相同功能之構成要素，係標註與圖4所示符號相同之符號，並省略其說明。
如圖8所示，像素陣列23a中，除了P型的Si層34是設置在半導體基板100上，以及設有讀出閘46或多層配線47之絕緣層35是配置在P型的Si層34的受光面(上面)側這兩點以外，其餘與圖4所示像素陣列23為相同構成。
像這樣，即使將實施形態之遮光部40及相位差圖樣41採用於表面照射型的影像感測器之情形下，P
型的Si層34之內部構造，仍與圖4所示之像素陣列23相同。是故，依照圖8所示之像素陣列23a，仍如同圖4所示之像素陣列23般，不需將遮光部40的遮光區域42a及相位差圖樣41的遮光區域42b減薄，便能提升受光靈敏度。
如上所述，實施形態之固態影像感測裝置，在設有光電變換元件之半導體層的內部，具備遮蔽相對於光電變換元件從特定方向入射的光之遮光部。如此一來，實施形態之固態影像感測裝置中，藉由使遮光部的側面與光電變換元件儘可能地接近，當入射光在遮光部的側面漫射的情形下，便能使幾乎所有漫射的光藉由光電變換元件而受光，故可提升受光靈敏度。
而且，實施形態之固態影像感測裝置中，即使不減薄遮光部仍能確保半導體層當中受光面的平坦性。是故，便能防止將遮光部減薄而造成之遮光部圖樣消失。
又，實施形態之固態影像感測裝置中，由於能夠確保半導體層當中受光面的平坦性，故在設於比半導體層還上層之構成要素中，能夠抑制孔隙產生，能夠抑制孔隙導致的受光靈敏度降低。
以上已說明了本發明的數個實施形態，但該些實施形態僅是提出作為一例，並非意圖限定發明之範圍。該些新穎之實施形態，可藉由其他各種形態而實施，在不脫離發明要旨之範圍內，能夠進行種種省略、置換、變更。該些實施形態或其變形，均包含於發明之範圍或要
旨中，且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等範圍內。
4a‧‧‧光電變換元件
4b‧‧‧相位差檢測元件
23‧‧‧像素陣列
31‧‧‧微透鏡
32‧‧‧彩色濾光片
33‧‧‧導波路
34‧‧‧P型的Si層
35‧‧‧絕緣層
36‧‧‧黏著層
37‧‧‧支撐基板
38‧‧‧保護膜
39‧‧‧N型的Si區域
40‧‧‧遮光部
41‧‧‧相位差圖樣
42a、42b‧‧‧遮光區域
43a、43b‧‧‧元件分離區域
44‧‧‧絕緣膜
45‧‧‧遮光構件
46‧‧‧讀出閘
47‧‧‧多層配線
Claims (16)
- 一種固態影像感測裝置，其特徵為，具備：半導體層，係複數個光電變換元件排列成二維陣列狀；及遮光部，具有遮光構件，其設於前述半導體層的內部，與前述半導體層之界面係被絕緣膜被覆；前述遮光部，具備遮光區域，設於前述半導體層的內部之前述光電變換元件的受光面側，遮蔽從特定方向朝前述光電變換元件入射的光；及元件分離區域，從前述遮光區域朝向前述複數個光電變換元件之間，朝前述半導體層的深度方向凸設，將前述複數個光電變換元件電性及光學性地予以元件分離。
- 如申請專利範圍第1項之固態影像感測裝置，其中，前述遮光區域，係設置於前述複數個光電變換元件當中，將輸出以光瞳分割(pupil dividing)相位差檢測方式進行焦點檢測用的訊號電荷之光電變換元件的受光面的一部分予以被覆之位置。
- 如申請專利範圍第1項之固態影像感測裝置，其中，前述遮光部，更具備設置於前述複數個光電變換元件當中，將輸出攝像用的訊號電荷之光電變換元件的受光面外周予以包圍之位置，以遮蔽從特定方向朝該光電變換元件入射的光之遮光區域。
- 如申請專利範圍第1項之固態影像感測裝置，其 中，前述光電變換元件為光二極體，藉由第1導電型的前述半導體層與設於該半導體層內部的第2導電型的半導體區域之PN接合而構成，前述遮光區域，係受光面和前述半導體層的受光面一致，而與受光面相向之側的面則和前述第1導電型的半導體層內部之前述第2導電型的半導體區域的受光面的深度位置大略一致。
- 如申請專利範圍第1項之固態影像感測裝置，其中，前述絕緣膜為氧化矽膜，前述遮光構件為具有遮光性的金屬。
- 如申請專利範圍第1項之固態影像感測裝置，其中，在前述半導體層的上面具備導波路，導引朝向前述光電變換元件入射的光。
- 如申請專利範圍第6項之固態影像感測裝置，其中，前述導波路，係藉由設置於與前述光電變換元件的受光面相向的位置之氮化矽而形成，周圍被氧化矽包圍。
- 一種固態影像感測裝置之製造方法，其特徵為，包含：在第1導電型的半導體層上將第2導電型的半導體區域二維排列成行列狀，藉此形成複數個光電變換元件，在前述半導體層的內部，藉由與前述半導體層之界面被絕緣膜被覆之遮光構件來形成遮光部，該遮光部具有遮 蔽從特定方向朝前述光電變換元件入射的光之遮光區域，及將前述複數個光電變換元件電性及光學性地予以元件分離之元件分離區域。
- 如申請專利範圍第8項之固態影像感測裝置之製造方法，其中，將前述元件分離區域形成為，朝向前述複數個光電變換元件之間朝前述半導體層的深度方向凸設，而在前述半導體層的內部之前述光電變換元件的受光面側形成前述遮光區域，以形成前述遮光部。
- 如申請專利範圍第8項之固態影像感測裝置之製造方法，其中，在前述複數個光電變換元件當中，將輸出以光瞳分割相位差檢測方式進行焦點檢測用的前述訊號電荷之光電變換元件的受光面的一部分予以被覆之位置，形成前述遮光區域。
- 如申請專利範圍第8項之固態影像感測裝置之製造方法，其中，更形成設置於前述複數個光電變換元件當中，將輸出攝像用的訊號電荷之光電變換元件的受光面外周予以包圍之位置，以遮蔽從特定方向朝該光電變換元件入射的光之遮光區域。
- 如申請專利範圍第8項之固態影像感測裝置之製造方法，其中，在前述半導體層中的前述光電變換元件之間形成第1溝槽，使前述第1溝槽中的上端部分的寬度擴張而形成第2溝槽， 在前述第1溝槽及前述第2溝槽的內周面使前述絕緣膜成膜，在內周面被前述絕緣膜被覆的前述第1溝槽及前述第2溝槽的內部埋入前述遮光構件，形成前述遮光部。
- 如申請專利範圍第12項之固態影像感測裝置之製造方法，其中，使前述第1溝槽中的上端部分的寬度擴張，使得前述第2溝槽的下端與前述第1導電型的半導體層內部之前述第2導電型的半導體區域的受光面的深度位置大略一致。
- 如申請專利範圍第8項之固態影像感測裝置之製造方法，其中，前述絕緣膜為氧化矽膜，前述遮光構件為具有遮光性的金屬。
- 如申請專利範圍第8項之固態影像感測裝置之製造方法，其中，在前述半導體層的上面形成導波路，導引朝向前述光電變換元件入射的光。
- 如申請專利範圍第15項之固態影像感測裝置之製造方法，其中，在與前述光電變換元件的受光面相向之位置，藉由氮化矽形成前述導波路，將前述導波路的周圍藉由氧化矽包圍。
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