TW202018929A - 固態攝像裝置及電子機器 - Google Patents

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押山到
納土晉一郎
三好康史
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Abstract

本揭示於相鄰之光電轉換部間設置溝槽部，以第1固定電荷膜被覆該溝槽部之側壁面及底面，且由第2固定電荷膜於溝槽部之內部保留空隙而閉塞該溝槽部之開口端。

Description

固態攝像裝置及電子機器
本技術係關於一種固態攝像裝置及電子機器。
近年來，提案一種自基板上之形成有配線層之側之相反側接收光之背面照射型固態攝像裝置(例如，參照專利文獻1)。於專利文獻1記載之固態攝像裝置中，為減少光學混色，於基板之相鄰之光電轉換部間設置有溝槽部，於該溝槽部內被覆固定電荷膜，且無間隙地埋入絕緣膜。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2017-191950號公報
[發明所欲解決之問題]
對於此種固態攝像裝置，謀求減少光學混色等之進一步之特性提高。 本揭示之目的在於，提供一種可進一步提高光學混色之減少等特性之固態攝像裝置及電子機器。 [解決問題之技術手段]
本揭示之固態攝像裝置具備：(a)基板；(b)複數個光電轉換部，其形成於基板；(c)溝槽部，其設置於相鄰之光電轉換部間；及(d)固定電荷膜，其被覆溝槽部之側壁面及底面以及基板之受光面側，並包含鉿、鋁、鋯、鉭及鈦之至少一者；且(e)溝槽部之開口端之至少一部分由固定電荷膜於溝槽部之內部保留空隙而閉塞。 本揭示之電子機器具備：(a)固態攝像裝置，其具備基板、形成於基板之複數個光電轉換部、設置於相鄰之光電轉換部間之溝槽部、及被覆溝槽部之側壁面及底面以及基板之受光面側，且包含鉿、鋁、鋯、鉭及鈦之至少一者的固定電荷膜；(b)光學透鏡，其使來自被攝體之圖像光成像於固態攝像裝置之攝像面上；及(c)信號處理電路，其對自固態攝像裝置輸出之信號進行信號處理；且(d)溝槽部之開口端之至少一部分由固定電荷膜於溝槽部之內部保留空隙而閉塞。
本發明者等於專利文獻1記載之固態攝像裝置中發現以下問題。 專利文獻1記載之背面照射型固態攝像裝置中，由於基板之折射率(例如，矽(Si)之情形時為3.9)與絕緣膜之折射率(例如氧化錫(SiO2 )之情形時為1.4)之差較小，故相鄰之光電轉換部間之溝槽部中無法獲得充分之反射特性，而有光透過溝槽部產生光學混色之可能性。另，基板與絕緣膜間之固定電荷膜於膜厚極薄之情形時，對反射特性造成之影響較小。
於以下，一面參照圖1～圖26一面說明本揭示之實施形態之固態攝像裝置及電子機器之一例。本揭示之實施形態按以下之順序說明。另，本揭示並非限定於以下之例者。又，本說明書中記載之效果僅為例示而非限定者，亦可為其他之效果。
1.第1實施形態：固態攝像裝置 1-1 固態攝像裝置之全體構成 1-2 要部之構成 1-3 固態攝像裝置之製造方法 1-4 變化例 2.第2實施形態：固態攝像裝置 2-1 要部之構成 2-2 固態攝像裝置之製造方法 2-3 變化例 3.第3實施形態：電子機器
＜1. 第1實施形態＞ [1-1 固態攝像裝置全體之構成] 圖1係顯示本揭示之第1實施形態之固態攝像裝置之全體之概略構成圖。圖1之固態攝像裝置1為背面照射型之CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)影像感測器。如圖26所示，固態攝像裝置1(101)經由光學透鏡102獲取來自被攝體之圖像光(入射光106)，並將成像於攝像面上之入射光106之光量以像素單位轉換成電氣信號並輸出為像素信號。 如圖1所示，第1實施形態之固態攝像裝置1具備基板2、像素區域3、垂直驅動電路4、行信號處理電路5、水平驅動電路6、輸出電路7及控制電路8。
像素區域3於基板2上具有2維矩陣狀規則排列之複數個像素9。像素9具有圖2所示之光電轉換部24與複數個像素電晶體(未圖示)。作為複數個像素電晶體，可採用例如傳送電晶體、重設電晶體、選擇電晶體、放大電晶體之4種電晶體。又，亦可採用例如除去選擇電晶體外之3種電晶體。
垂直驅動電路4由例如移位暫存器構成，選擇期望之像素驅動配線10，將用以驅動像素9之脈衝供給至選擇之像素驅動配線10，並以列單位驅動各像素9。即，垂直驅動電路4以列單位依序沿垂直方向選擇掃描像素區域3之各像素9，並將基於各像素9之光電轉換部24中對應於受光量產生之信號電荷之像素信號通過垂直信號線11供給至行信號處理電路5。
行信號處理電路5例如按像素9之各行配置，並對自1列量之像素9輸出之信號按各像素行進行雜訊去除等信號處理。例如，行信號處理電路5進行用以去除像素固有之固定圖案雜訊之CDS(Correlated Double Sampling：相關雙重取樣)及AD(Analog Digital：類比數位)轉換等信號處理。 水平驅動電路6由例如移位暫存器構成，且將水平掃描脈衝依序輸出至行信號處理電路5，依序選擇行信號處理電路5之各者，並自行信號處理電路5之各者將已進行信號處理之像素信號輸出至水平信號線12。
輸出電路7對自行信號處理電路5之各者通過水平信號線12依序供給之像素信號進行信號處理並輸出。作為信號處理，可使用例如緩衝、黑位準調整、行不均修正、各種數位信號處理等。 控制電路8基於垂直同步信號、水平同步信號及主時脈信號，產生成為垂直驅動電路4、行信號處理電路5及水平驅動電路6等之動作之基準的時脈信號或控制信號。且，控制電路8將產生之時脈信號或控制信號輸出至垂直驅動電路4、行信號處理電路5及水平驅動電路6等。
[1-2 要部之構成] 接著，對圖1之固態攝像裝置1之詳細構造進行說明。圖2係顯示第1實施形態之固態攝像裝置1之像素區域3等之剖面構成的圖。圖2中，作為固態攝像裝置1，使用背面照射型之CMOS影像感測器(CMOS型固態攝像裝置)。
如圖2所示，第1實施形態之固態攝像裝置1具備由基板2、第1固定電荷膜13、第2固定電荷膜14、絕緣膜15、遮光膜16及平坦化膜17依序積層而成之受光層18。又，於受光層18之平坦化膜17側之面(以下亦稱為「背面S1側」)，形成有由彩色濾光片層19及晶載透鏡20依序積層而成之聚光層21。再者，於受光層18之基板2側之面(以下亦稱為「表面S2」側)，依序積層有配線層22及支持基板23。另，由於受光層18之背面S1與平坦化膜17之背面為同一面，故於以下之記載中，平坦化膜17之背面亦表示為「背面S1」。又，由於受光層18之表面S2與基板2之表面為同一面，故於以下之記載中，基板2之表面亦表示為「表面S2」。
基板2由例如包含矽(Si)之半導體基板構成，且如圖1所示，形成像素區域3。於像素區域3，如圖2所示，將包含形成(埋設)於基板2之複數個光電轉換部24而構成之複數個像素9二維矩陣狀配置。光電轉換部24由形成於基板2之表面S2側及背面S3側之各者之p型半導體區域25、26、及形成於p型半導體區域25、26間之n型半導體區域27構成。光電轉換部24中，藉由p型半導體區域25、26與n型半導體區域27間之pn接合，構成光電二極體。光電轉換部24中，產生對應於入射之光之光量之信號電荷，並將產生之信號電荷蓄積於n型半導體區域27。又，成為基板2之界面中產生之暗電流之原因之電子由形成於基板2之表面S2及背面S3之p型半導體區域25、26之大量載子即電洞吸收，藉此抑制暗電流。
又，各光電轉換部24藉由以p型半導體區域構成之像素分離層28與形成於像素分離層28內之元件分離部29而電性分離。像素分離層28及元件分離部29如圖3所示，以包圍各光電轉換部24之方式形成為格子狀。元件分離部29如圖2所示具有自基板2之背面S3側沿深度方向形成之溝槽部30。即，於基板2(像素分離層28)之背面S3側之相鄰之光電轉換部24間，刻入形成有構槽部30。溝槽部30與像素分離層28及元件分離部29同樣，如圖3所示，以包圍各光電轉換部24之方式，形成為包含直線部31及交叉部32之格子狀。直線部31為劃分相鄰之2個光電轉換部24間之區域，即溝槽部30彼此不交叉之部分。又，交叉部32為溝槽部30彼此交叉之部分。 又，溝槽部30之深度較佳為例如到達形成像素電晶體之p-井層33之深度以上，且不足到達浮動擴散部34或源極、汲極區域之深度。例如，於浮動擴散部34或源極、汲極區域之深度不足1 μm之情形時，設為0.25～5.0 μm左右之深度。
此處，交叉部32之開口端之最大寬度通常寬於直線部31之開口端之最大寬度。又，如下文所述，溝槽部30之開口端藉由PVD(Physical Vapor Deposition：物理氣相沈積)法或CVD(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沈積)法以於溝槽部30之內部保留空隙35之方式由第2固定電荷膜14閉塞。因此，溝槽部30(直線部31、交叉部32)之開口端之寬度較佳設為可由PVD法或CVD法之第2固定電荷膜14閉塞交叉部32之開口端全部之寬度。例如，於使用PVD法或CVD法，可由第2固定電荷膜14閉塞之交叉部32之最大寬度為30 nm左右之情形時，直線部31之開口端之寬度設為20 nm左右。
第1固定電荷膜13連續地被覆溝槽部30之側壁面及底面、以及基板2之背面S3側全體(受光面側全體)。第1固定電荷膜13之膜厚為於溝槽部30內形成空間，而設為未完全埋入至溝槽部30內之均一之膜厚。例如，設為15 nm左右。藉此，於溝槽部30之內部，形成有側壁面及底面被第1固定電荷膜13包圍之溝槽狀之空間(空隙35)。作為第1固定電荷膜13之材料，可使用例如藉由堆積於基板2上產生固定電荷而可使釘札強化之具有負電荷之高折射率材料膜或高介電質膜。具體而言，可採用包含鉿(Hf)、鋁(Al)、鋯(Zr)、鉭(Ta)及鈦(Ti)之至少1種元素之氧化物或氮化物等。例如，較佳使用與基板2因形成溝槽部30時之蝕刻而受到之損傷相應之材料。尤其，更佳為可藉由堆積於基板2上而抑制產生氣泡，且難以自基板2之平面部剝離之氧化鉿(HfO2 )。
又，作為第1固定電荷膜13之材料，除上述材料外，亦可採用例如包含鑭(La)、鐠(Pr)、鈰(Ce)、釹(Nd)、鉕(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鑥(Lu)及釔(Y)之至少1種元素之氧化物或氮化物等。 又，作為第1固定電荷膜13之成膜方法，可使用例如原子層蒸鍍法(以下亦稱為「ALD(Atomic Layer Deposition)法」)、化學氣相沈積法(以下亦稱為「CVD(Chemical Vapor Deposition)法」)。尤其，若考慮到於高縱橫比之溝槽部30進行均一之成膜，則更佳採用ALD法。
如此，第1實施形態中，由於在溝槽部30之側壁面及底面以及基板2之背面S3側全體形成具有負電荷之第1固定電荷膜13，故於與第1固定電荷膜13相接之面形成反轉層。藉此，由於矽界面被反轉層釘札，故抑制暗電流。又，於向基板2形成溝槽部30時，可能會於溝槽部30之側壁面及底面產生物理損傷，而於溝槽部30之周邊部發生釘札脫落。對於該問題，第1實施形態中，藉由於溝槽部30之側壁面及底面形成具有固定電荷之第1固定電荷膜13而防止釘札脫落。 又，第1實施形態中，由於在溝槽部30內形成側壁面及底面被第1固定電荷膜13包圍之溝槽狀之空隙35，故相鄰之光電轉換部24更確實地電性分離。
第2固定電荷膜14閉塞溝槽部30之開口端，且連續地被覆第1固定電荷膜13之背面S4側全體(受光面側全體)。第2固定電荷膜14之膜厚係為更確實地堵塞溝槽部30之開口端而設為例如45 nm左右。藉此，溝槽部30之內部保留空隙35(所謂之孔隙)而被閉塞。即，元件分離部29為具有空隙35(孔隙)之中空構造。空隙35之內部可為填充空氣之狀態，或可為真空之狀態。 更具體而言，如圖4所示，第2固定電荷膜14之一部分進入溝槽部30內亦被覆溝槽部30之開口端側之側壁面。被覆溝槽部30之開口端側之側壁面之第2固定電荷膜14之膜厚係於溝槽部30之開口端側厚於裏側(底面側)。藉此，第2固定電荷膜14為自開口端之寬度方向中心朝溝槽部30之內壁面方向突出之形狀，且溝槽部30之開口端由第2固定電荷膜14封閉。又，於第2固定電荷膜14之背面S5側(受光面側)之面，設置有沿溝槽部30延伸，且形成為格子狀之凹部14a。
作為第2固定電荷膜14之材料，可使用例如藉由堆積於基板2上產生固定電荷而可使釘札強化之具有負電荷之高折射率材料膜或高介電質膜。具體而言，可採用包含鉿(Hf)、鋁(Al)、鋯(Zr)、鉭(Ta)及鈦(Ti)之至少1種元素之氧化物或氮化物等。例如，使用對應於基板2之損傷之材料。尤其，更佳為使溝槽部30之釘札強化之氧化鋁(Al2 O3 )。 又，作為第2固定電荷膜14之成膜方法可使用例如物理氣相沈積法(以下亦稱為「PVD(Physical Vapor Deposition)法」)、CVD法。尤其，若考慮到氧化鉿等進入溝槽部30內較難且堵塞溝槽部30之開口端，則更佳為採用側壁面或底面之覆蓋率較差之PVD法。
絕緣膜15連續地被覆第2固定電荷膜14之背面S5側全體(受光面側全體)。作為絕緣膜15之材料可採用例如具有與第2固定電荷膜14不同之折射率之氧化膜等。具體而言，可採用氧化矽(SiO2 )、氮化矽(Si3 N4 )及氮氧化矽(SiON)之至少1者。作為絕緣膜15之材料，較佳為例如不具有正之固定電荷之材料、正之固定電荷較少之材料。
遮光膜16以使複數個光電轉換部24各者之受光面開口之方式於絕緣膜15之背面S6側之一部分(受光面側之一部分)形成為格子狀。即，遮光膜16於自背面S1側觀察受光層18之情形時，形成於與格子狀形成之溝槽部30重疊之位置。作為遮光膜16之材料，可採用例如能遮擋光之材料。具體而言，可採用鋁(Al)、鎢(W)、銅(Cu)等。 平坦化膜17連續地被覆包含遮光膜16之絕緣膜15之背面S6側全體(受光面側全體)。藉此，受光層18之背面S1為無凹凸之平坦面。作為平坦化膜17之材料，可使用例如樹脂等有機材料。
彩色濾光片層19對應於R、G、B等之各像素9欲接收之光之波長而形成於平坦化膜17之背面S1側(受光面側)。彩色濾光片層19使特定波長之光透過，且使透過之光入射至基板2內之光電轉換部24。 晶載透鏡20對應於各像素9而形成於彩色濾光片層19之背面S7側(受光面側)。晶載透鏡20將照射光聚光，並使聚光之光經由彩色濾光片層19有效地入射至基板2內之光電轉換部24。
配線層22形成於基板2之表面S2側，且包含隔著層間絕緣膜36積層於複數層(圖2中為3層)之配線37而構成。經由形成於配線層22之複數層配線37驅動構成各像素9之像素電晶體。 支持基板23形成於配線層22之基板2所面向之側之相反側之面。支持基板23為固態攝像裝置1之製造階段中用於確保基板2之強度之基板。作為支持基板23之材料可採用例如矽(Si)。
具有以上構成之固態攝像裝置1中，自基板2之背面側(受光層18之背面S1側)照射光，使照射之光透過晶載透鏡20及彩色濾光片層19，並以光電轉換部24對透過之光進行光電轉換，藉此產生信號電荷。且，產生之信號電荷經由形成於基板2之表面S2側之像素電晶體於以由配線37形成之圖1所示之垂直信號線11輸出為像素信號。
[1-3 固態攝像裝置之製造方法] 接著，對第1實施形態之固態攝像裝置1之製造方法進行說明。圖5A、圖5B、圖5C、圖5D及圖5E係顯示第1實施形態之固態攝像裝置1之製造步驟的剖視圖。 首先，如圖5A所示，於基板2形成光電轉換部24、像素電晶體及像素分離層28後，於基板2之表面S2交替形成層間絕緣膜36與配線37而形成配線層22。形成於基板2之光電轉換部24等之雜質區域藉由對基板2，自基板2之表面S2側離子注入期望之雜質而形成。
繼而，於配線層22之最表面S8接著包含矽之支持基板23(參照圖5B)後，使基板2、配線層22及支持基板23之積層體反轉。至此之製造步驟與通常之背面照射型之固態攝像裝置同樣。接著，使基板2反轉後，如圖5B所示，自背面S3側研磨基板2使其薄壁化至期望之厚度。
接著，如圖5C所示，於形成有基板2之各像素9之邊界，即，像素分離層28之部分，自基板2之背面S3側沿深度方向(自背面S3朝向表面S2之方向)選擇性蝕刻，藉此形成期望之深度之溝槽部30。作為溝槽部30之形成方法，可採用例如於基板2之背面S3設置具有期望之開口之硬遮罩(未圖示)，且經由設置之硬遮罩進行蝕刻之方法。 另，形成溝槽部30之步驟可與其他之基板貫通步驟共用。如此，與其他之基板貫通步驟共用之情形時，可謀求削減步驟數。
接著，去除加工溝槽部30所用之硬遮罩，使用ALD法或CVD法，如圖5D所示，以連續被覆溝槽部30之側壁面及底面、以及基板2之背面S3側全體(受光面側全體)之方式使第1固定電荷膜13成膜。隨後，使用PVD法或CVD法，以閉塞溝槽部30之開口端，且被覆第1固定電荷膜13之背面S4側全體(受光面側全體)之方式使第2固定電荷膜14成膜。第2固定電荷膜14之成膜步驟中，所設之成膜條件為，由第2固定電荷膜14完全埋入溝槽部30之內部前，將溝槽部30之開口端側閉塞。如此，可藉由將成膜條件最佳化而形成具有空隙35之元件分離部29。藉此，圖3所示之溝槽部30之直線部31及交叉部32由第2固定電荷膜14於溝槽部30之內部保留空隙35而閉塞。空隙35之內部空間形成為沿著溝槽部30之直線部31及交叉部32延伸之格子狀。
接著，使用PVD法及CVD法，以被覆第2固定電荷膜14之背面S5側全體(受光面側全體)之方式使絕緣膜15成膜。接著，於絕緣膜15之背面S6側全體成膜遮光材料層後，將遮光材料層圖案化為期望之形狀。藉此，如圖5E所示，形成使光電轉換部24開口，且遮擋相鄰之像素9間之遮光膜16。隨後，於基板2之表面S2側，形成彩色濾光片層19及晶載透鏡20，藉此如圖2所示，完成固態攝像裝置1。
如以上所說明，第1實施形態之固態攝像裝置1中，設置於相鄰之光電轉換部24間之溝槽部30，由第2固定電荷膜14於溝槽部30之內部保留空隙35而閉塞。因此，由於基板2之折射率(例如矽(Si)之情形時為3.9)與空隙35之折射率(例如填充空氣之情形時為1.0)之差較大，故相鄰之光電轉換部24間之溝槽部30中可獲得充分之反射特性，可使光難以透過溝槽部30而抑制光學混色。另，基板2與空隙35間之第1固定電荷膜13由於膜厚極薄故對反射特性造成之影響較小。 又，各像素9之光電轉換部24藉由於溝槽部30內形成有空隙35之元件分離部29分離。因此，可抑制蓄積於光電轉換部24之信號電荷向相鄰之光電轉換部24側洩漏。因此，於光電轉換部24中產生飽和電荷量以上之信號電荷之情形時，可有效地向浮動擴散部34側掃出。藉此，可抑制產生模糊。
又，第1實施形態之固態攝像裝置1中，於溝槽部30形成具有負電荷之第1固定電荷膜13。因此，可藉由第1固定電荷膜13之負偏壓效果，抑制界面位準之產生，且可抑制因界面位準引起之暗電流之產生。再者，於與第1固定電荷膜13相接之面形成反轉層(p型)，誘發正電荷。因此，即便以較淡之p型雜質濃度形成以p型半導體區域構成之p-井層33或像素分離層28，亦可充分地發揮分離像素9之功能或抑制暗電流之效果。
[1-4 變化例] (1)作為第1實施形態之變化例之固態攝像裝置1，說明於交叉部32中，調整相互交叉之溝槽部30之側壁面所形成之角部43a、43b、43c、44d之配置、形狀等的例。圖6係顯示變化例之基板2之平面佈局之圖。圖6中，對與圖2對應之部分標註同一符號而省略重複說明。
如圖6所示，變化例之固態攝像裝置1中，將交叉部32之4個角部43a、43b、43c、44d中之位於相對於溝槽部30延伸之各個方向之傾斜方向的角部43a與角部43c間之距離d1 、及角部43b與角部44d間之距離d2 設為溝槽部30之寬度d0 之特定值倍數以下。作為特定值倍數，較佳為例如2.5倍，更佳為1.4倍，最佳為1.0倍。於設定此種上限值之情形時，作為距離d1 、d2 之下限值，較佳大於0倍。
又，除將距離d1 、d2 設為寬度d0 之特定值倍數外，或，亦可代替將距離d1 、d2 設為寬度d0 之特定值倍數，而將距離d1 、d2 設為特定距離以下。作為特定距離，較佳為例如250 nm，更佳為150 nm，最佳為50 nm。於設定此種上限值之情形時，作為距離d1 、d2 之下限值，較佳大於0 nm。
於距離d1 、d2 大於寬度d0 之2.5倍之情形時、或於距離d1 、d2 大於250 nm之情形時，如圖2所示，為以第2固定電荷膜14閉塞交叉部32之開口端，而於使第2固定電荷膜14成膜時必須長時間進行PVD法或CVD法，如圖7所示，有第2固定電荷膜14之膜厚增大，使第2固定電荷膜14增高之可能性。且，因第2固定電荷膜14增高，遮光膜16與溝槽部30間之距離增大，而有光透過第1固定電荷膜13與第2固定電荷膜14產生光學混色(上層混色)之可能性。又，有像素9之開口面積與光電轉換部24之體積減少而使感度降低之可能性。 相對於此，於變化例之固態攝像裝置1中，進行將距離d1 、d2 設為寬度d0 之2.5倍以下、將距離d1 、d2 設為250 nm以下之至少任一者。因此，可使第2固定電荷膜14低矮化，可抑制光學混色。又，可增大像素9之開口面積與光電轉換部24之體積，可提高感度。
另一方面，於距離d1 、d2 為0 nm之情形時，角部43a、43b、43c、44d相互接觸。相對於此，變化例之固態攝像裝置1中，使距離d1 、d2 大於0 nm。因此，角部43a、43b、43c、44d不會相互接觸。
又，變化例之固態攝像裝置1中，於自光之入射側觀察之情形時，可使交叉部32之4個角部43a、43b、43c、44d之至少1個角部倒圓為圓弧狀，並將該圓弧之曲率半徑R設為特定值以下。作為特定值，較佳為例如20 nm，更佳為10 nm以下，最佳為5 nm以下。作為曲率半徑R之計測方法，可使用例如用最小平方法使具有各種半徑之圓弧之近似曲線擬合至角部43a、43b、43c、44d之形狀之計測值的方法。於設定此種上限值之情形時，作為曲率半徑R之下限值，較佳為例如1 nm以上，更佳為2 nm以上，最佳為3 nm以上。
於曲率半徑R大於20 nm之情形時，有難以將距離d1 、d2 設為寬度d0 之2.5倍以下或將距離d1 、d2 設為250 nm以下之可能性。又，有像素9之開口面積與光電轉換部24之體積減少，感度降低之可能性。相對於此，變化例之固態攝像裝置1中，將角部43a、43b、43c、44d之曲率半徑R設為20 nm以下。因此，可降低將距離d1 、d2 設為寬度d0 之2.5倍以下或將距離d1 、d2 設為250 nm以下之難易度。又，可增大像素9之開口面積與光電轉換部24之體積，且可提高固態攝像裝置1之感度。
另一方面，於曲率半徑R小於1 nm之情形時，難以形成角部43a、43b、43c、44d，又，由於形成交叉部32之步驟數增大，故有製造成本增大之可能性。相對於此，於變化例之固態攝像裝置1中，將曲率半徑R設為1 nm以上。因此，可降低角部43a、43b、43c、44d之形成之難易度，又，可減少形成交叉部32之步驟數，故而可抑制製造成本增大。
又，變化例之固態攝像裝置1中，如圖8A、圖8B、圖8C、圖8D、圖8E、圖9A、圖9B、圖9C、圖9D、圖9E、圖10A、圖10B、圖10C、圖10D、圖10E、圖11A、圖11B、圖11C、圖11D、圖11E、圖12、圖13所示，可於交叉部32之4個角部43a、43b、43c、44d中之至少1者，形成朝交叉部32之內部側突出之凸部44。作為凸部44之形狀，可採用例如俯視下呈橢圓形狀、正圓形狀及多角形狀之至少任一者。圖8A～圖8E中，顯示將凸部44設為頂點而突出之等腰三角形狀之一例。又，於圖9A～圖9E中，顯示將凸部44設為長軸之一端突出之橢圓形狀之一例。再者，圖10A～圖10E係顯示將凸部44設為正圓形狀之一例。又，圖11A～圖11E係顯示將凸部44設為一個角部突出之四角形狀之一例。再者，圖8A、圖9A、圖10A、圖11A顯示於4個角部43a、43b、43c、44d全體皆設置有凸部44之一例。
又，圖8B、圖9B、圖10B、圖11B係顯示僅於3個角部43a、43c、44d設置凸部44之一例。再者，圖8C、圖8D、圖9C、圖9D、圖10C、圖10D、圖11C、圖11D係顯示僅於4個角部43a、43b、43c、44d中之2個角部43a與43c、或43a與43d設置凸部44之一例。又，圖8E、圖9E、圖10E、圖11E係顯示僅於一個角部43a設置凸部44之一例。再者，圖12、圖13係顯示4個角部43a、43b、43c、43d之凸部44配置不對稱之一例。
此處，不於交叉部32之角部43a、43b、43c、44d設置凸部44之情形時，無法將距離d1 、d2 設為寬度d0 之1.4倍以下。相對於此，變化例之固態攝像裝置1中，由於凸部44形成於角部43a、43b、43c、44d，故可縮短距離d1 、d2 ，且可將距離d1 、d2 設為寬度d0 之1.4倍以下。 另，變化例之固態攝像裝置1例如圖14A、圖14B、圖14C、圖14D所示，可用於正方形像素構造、2重像素構造、4重像素構造、長方形像素構造之像素9。於用於4重像素構造之像素9之情形時，亦可用於4重像素構造之中心之交叉部32。
接著，對製造變化例之固態攝像裝置1時，於交叉部32中形成不具有凸部44之角部43a、43b、43c、43d之步序進行說明。 如圖5B所示，形成基板2、配線層22及支持基板23之積層體後，如圖15A、圖15B所示，於基板2之背面S3側，依序積層TEOS層45、BARC層46及光阻劑層47。接著，介隔於沿相互正交之溝槽部30之延伸方向(以下亦稱為「X方向」、「Y方向」)中之Y方向延伸之溝槽部30所對應之部位具有開口部的遮罩，對光阻劑層47進行曝光、顯影。藉此，如圖15C、圖15D，對光阻劑層47形成具有沿Y方向延伸之溝槽部30所對應之開口部的抗蝕劑圖案48。接著，介隔抗蝕劑圖案48，對BARC層46與TEOS層45進行蝕刻後，去除光阻劑層47與BARC層46，藉此，如圖15E、圖15F所示，形成於沿Y方向延伸之溝槽部30所對應之部位具有開口部之硬遮罩49。
接著，如圖15G、15H所示，於硬遮罩49依序積層BARC層50與光阻劑層51。此時，於BARC層50形成V字溝槽52。接著，介隔於沿著X方向延伸之溝槽部30所對應之部位具有開口部之遮罩對光阻劑層51進行曝光、顯影。藉此，如圖15I、圖15J所示，對光阻劑層51，形成具有沿X方向延伸之溝槽部30所對應之開口部的抗蝕劑圖案53。接著，介隔抗蝕劑圖案53，對BARC層50與TEOS層45進行蝕刻後，去除光阻劑層51與BARC層50，藉此，如圖15K、圖15L所示，形成除沿Y方向延伸之溝槽部30所對應之部位外，於沿X方向延伸之溝槽部30所對應之部位亦具有開口部之硬遮罩54。即，作為硬遮罩54，形成於沿相互正交之X方向及Y方向之兩方向延伸之溝槽部30全體所對應之部位皆具有開口部的遮罩。 接著，介隔形成之硬遮罩54，蝕刻基板2，如圖15M、圖15N所示，於基板2形成沿X方向及Y方向之兩方向延伸的溝槽部30。藉此，形成角部43a、43b、43c、43d未倒圓化之交叉部32。
附帶一提，僅以1個抗蝕劑圖案55形成硬遮罩57之方法中，如圖16A、圖16B所示，交叉部32之角部43a、43b、43c、43d所對應之抗蝕劑圖案55之角部56a、56b、56c、56d倒圓化。故而，因角部56a、56b、56c、56d倒圓化，致使如圖16C、圖16D所示，硬遮罩57之角部58a、58b、58c、58d亦倒圓化，且如圖16E、圖16F所示，交叉部32之角部43a、43b、43c、43d亦倒圓化。
接著，對製造變化例之固態攝像裝置1時，形成交叉部32中具有凸部44之角部43a、43b、43c、43d之步序進行說明。 如圖15A所示，於基板2之背面S3側，依序積層TEOS層45、BARC層46及光阻劑層47後，介隔於沿Y方向延伸之溝槽部30所對應之部位具有開口部之遮罩對光阻劑層47進行曝光、顯影。作為遮罩，使用具有將交叉部32之中央位置所對應之部位之寬度縮窄之開口部者。藉此，如圖17A、圖17B所示，對光阻劑層47，形成具有設置於沿Y方向延伸之溝槽部30所對應之部位，且交叉部32之中央位置所對應之部位之寬度較窄之開口部的抗蝕劑圖案48。接著，介隔抗蝕劑圖案48，對BARC層46與TEOS層45進行蝕刻後，去除光阻劑層47與BARC層46，藉此，如圖17C、圖17D所示，形成將開口部設置於沿Y方向延伸之溝槽部30所對應之部位，且該開口部中之對應於交叉部32之中央位置之部位之寬度較窄的硬遮罩49。
接著，如圖15D所示，於硬遮罩層49依序積層BARC層50與光阻劑層51。此時，於BARC層50形成V字溝槽52。接著，介隔於沿X方向延伸之溝槽部30所對應之部位具有開口部之遮罩，對光阻劑層51進行曝光、顯影。作為遮罩，使用具有將交叉部32之中央位置所對應之部位之寬度縮窄之開口部者。藉此，如圖17E、圖17F所示，對光阻劑層51，形成具有設置於沿X方向延伸之溝槽部30所對應之部位，且交叉部32之中央市所對應之部位之寬度較窄之開口部的抗蝕劑圖案53。接著，介隔抗蝕劑圖案53，對BARC層50與TEOS層45進行蝕刻後，去除光阻劑層51與BARC層50，藉此，如圖17G、圖17H所示，形成除沿Y方向延伸之溝槽部30所對應之部位外，於沿X方向延伸之溝槽部30所對應之部位亦具有開口部之硬遮罩54。即，作為硬遮罩54，形成於沿相互正交之X方向及Y方向之兩方向延伸之溝槽部30全體所對應之部位皆具有開口部的遮罩。 接著，介隔形成之硬遮罩54，如圖17I、圖17J所示，蝕刻基板2，於基板2形成沿X方向及Y方向之兩方向延伸之溝槽部30。藉此，形成於角部43a、43b、43c、43d具有凸部44之交叉部32。圖17I、圖17J中，將頂點突出之等腰三角形之凸部44作為一例顯示。
(2)作為第1實施形態之變化例之固態攝像裝置1，說明由第2固定電荷膜14於溝槽部30之內部保留空隙35而閉塞溝槽部30之開口端之一部分而非全部的例。圖18係顯示變化例之第2固定電荷膜14之平面佈局之圖。圖18中，對與圖3對應之部分標註同一符號而省略重複之說明。
如圖18所示，變化例之固態攝像裝置1中，溝槽部30交叉之複數個交叉部32之開口端中之至少一部分之交叉部32之開口端不進行由第2固定電荷膜14之閉塞。即，交叉部32以外之溝槽部30之開口端(直線部31之開口端)38皆由第2固定電荷膜14於直線部31之內部保留空隙35而閉塞。然而，第2固定電荷膜14對交叉部32之開口端39之閉塞僅於一部分開口端中進行、或不於任意之開口端中進行。 另，即便為未由第2固定電荷膜14閉塞之開口端39，如圖19所示，第2固定電荷膜14之一部分亦進入溝槽部30內而被覆溝槽部30之開口端側之側壁面40。且，被覆溝槽部30之開口端39側之側壁面40之第2固定電荷膜14之膜厚亦為於溝槽部30之開口端39側厚於裏側(底面側)。藉此，第2固定電荷膜14為自開口端39之寬度方向中心之開口部朝溝槽部30之內壁面方向突出之形狀，溝槽部30之開口端39因第2固定電荷膜14而縮窄。且，因第2固定電荷膜14而縮窄之開口端39由絕緣膜15於溝槽部30之內部保留空隙35而閉塞。
此處，交叉部32之開口端39之最大寬度寬於直線部31之開口端之最大寬度。因此，為了以第2固定電荷膜14閉塞交叉部32之開口端39之全部，必須將溝槽部30之所有溝槽寬度細化。然而，於將溝槽部30之所有溝槽寬度細化之情形時，形成溝槽部30之步驟數增大，而有製造成本增大之可能性。 相對於此，變化例之固態攝像裝置1中，溝槽部30彼此交叉之複數個交叉部32之開口端39中之至少一部分交叉部32之開口端39不進行由第2固定電荷膜14之閉塞。因此，無須將溝槽部30之所有溝槽寬度細化，可抑制形成溝槽部30之步驟數增大，可抑制製造成本之增大。
＜2. 第2實施形態：固態攝像裝置＞ [2-1 要部之構成] 接著，對本揭示之第2實施形態之固態攝像裝置進行說明。由於第2實施形態之固態攝像裝置之全體構成與圖1同樣，故省略圖示。圖20、圖21及圖21B係本實施形態之固態攝像裝置1之要部之剖面構成圖。圖20、圖21A及圖21B中，對與圖2對應之部分標註同一符號而省略重複說明。
第2實施形態之固態攝像裝置1之元件分離部29之構成與第1實施形態之固態攝像裝置1不同。第2實施形態中，如圖20所示，至少於溝槽部30之開口端側，溝槽部30之開口端41成為窄於溝槽部30之內部之懸突形狀。深度方向上切斷時之溝槽部30之剖面形狀可為例如開口側及裏側較窄，中央部側較寬之橢圓狀，亦可為僅開口側較窄，中央部及裏側較寬之固定寬度之形狀(如將三角形與四角形組合之形狀)。 且，第1固定電荷膜13以於溝槽部30之內部保留空隙35之方式閉塞溝槽部30之懸突形狀之開口端41。第1固定電荷膜13之厚度例如以未由第1固定電荷膜13填埋溝槽部30之整個內部，而閉塞溝槽部30之開口端41之方式，設為開口端41之溝槽寬度之一半左右之厚度。例如，於開口端41之溝槽寬度為30 nm左右之情形時，第1固定電荷膜13之厚度為15 nm左右。 又，由於溝槽部30之開口端41由第1固定電荷膜13閉塞，故第2固定電荷膜14僅被覆第1固定電荷膜13之背面S4側(受光面側全體)。又，第1固定電荷膜13及第2固定電荷膜14可由與第1實施形態中使用之第1固定電荷膜13及第2固定電荷膜14之材料同樣之材料形成。
[2-2 固態攝像裝置之製造方法] 於圖21A及圖21B中顯示第2實施形態之固態攝像裝置1之製造步驟。由於接著支持基板23前之步驟與第1實施形態同樣，故省略重複說明。於接著支持基板23後，如圖21A所示，於基板2之各像素9之邊界，自基板2之背面S3側沿深度方向(自背面S3朝向表面S2之方向)選擇性蝕刻，藉此，形成期望之深度之溝槽部30。作為溝槽部30之形成方法，可採用例如於基板2之背面S3設置具有期望之開口之硬遮罩(未圖示)，並介隔該硬遮罩進行蝕刻之方法。溝槽部30之蝕刻行程中，所採用之蝕刻條件為，產生使溝槽部30之開口端41呈懸突形狀之彎曲。如此，可藉由將蝕刻條件最佳化，而形成較溝槽部30之內部更窄之溝槽部30之開口端41。藉此，圖20所示之溝槽部30僅以第1固定電荷膜13於溝槽部30之內部保留空隙35而閉塞。空隙35之內部空間與圖3同樣，形成為沿溝槽部30延伸之格子狀。
接著，去除加工溝槽部30所用之硬遮罩。且，如圖21B所示，使用ALD法或CVD法。以連續地被覆溝槽部30之側壁面及底面、以及基板2之背面S3側全體(受光面側全體)，且閉塞溝槽部30之開口端41之方式，使第1固定電荷膜13成膜。第1固定電荷膜13之成膜步驟中，所採用之成膜條件為，於以第1固定電荷膜13完全填埋溝槽部30之內部前，閉塞溝槽部30之開口端41側。如此，可藉由將成膜條件最佳化，而形成具有空隙35之元件分離部29。藉此，圖20所示之溝槽部30之開口端41由第1固定電荷膜13於溝槽部30之內部保留空隙35而閉塞。空隙35之內部空間形成為沿溝槽部30延伸之格子狀。
接著，使用PVD法或CVD法，以被覆第1固定電荷膜13之背面S4側全體(受光面側全體)之方式使第2固定電荷膜14成膜。隨後，藉由與第1實施形態同樣之步驟，完成圖20所示之第2實施形態之固態攝像裝置1。
如以上所說明，第2實施形態之固態攝像裝置1中，溝槽部30之開口端41為窄於溝槽部30之內部之懸突形狀。因此，設置於相鄰之光電轉換部24間之溝槽部30可由第1固定電荷膜13於溝槽部30之內部更確實地保留空隙35而閉塞。因此，與第1實施形態同樣，可增大基板2之折射率(例如矽(Si)之情形時為3.9)與空隙35之折射率(例如填充空氣之情形時為1.0)之差，且於相鄰之光電轉換部24間之溝槽部30中可獲得充分之反射特性，可使光難以透過溝槽部30而抑制光學混色。
[2-3 變化例] 圖22係第2實施形態之變化例之固態攝像裝置1之剖面構成圖。圖22中，對與圖20對應之部分標註同一符號而省略重複之說明。變化例之固態攝像裝置1與第2實施形態之不同點在於省略第2固定電荷膜14。藉此，可削減第2固定電荷膜14之形成步驟且可降低製造成本。 又，第1及第2實施形態之固態攝像裝置1中，已以背面照射型之CMOS型固態攝像裝置為例進行說明，亦可應用於背面照射型之CCD(Charge Coupled Device：電荷耦合器件)型固態攝像裝置。於該情形時，可藉由於溝槽部30保留空隙35而形成光電轉換部24間之元件分離部29，獲得與第1及第2實施形態之效果同樣之效果。
又，第1及第2實施形態之固態攝像裝置1中，已以將負電荷(電子)用作信號電荷之情形為例進行說明，亦可應用於將正電荷(電洞)用作信號電荷之情形。於將電洞用作信號電荷之情形時，只要使用具有正之固定電荷之材料作為第1固定電荷膜13及第2固定電荷膜14即可，又，只要將基板2內之p型區域與n型區域設為相反構成即可。即，只要將以與信號電荷相同之電荷為固定電荷之材料用作第1固定電荷膜13及第2固定電荷膜14即可。
又，本揭示並非限定於如第1及第2實施形態之固態攝像裝置1般，檢測可見光之入射光量之分佈並作為圖像拍攝的固態攝像裝置者。例如，亦可應用於將紅外線或X射線、粒子等入射量之分佈作為圖像拍攝之固態攝像裝置。又，亦可對檢測壓力或靜電電容等其他物理量之分佈並作為圖像拍攝之指紋檢測感測器等固態攝像裝置(物理量分佈檢測裝置)全體應用。
又，本揭示並非限定於如第1及第2實施形態之固態攝像裝置1般，以列單位依序掃描像素區域3之各像素9並自各像素9讀取像素信號的固態攝像裝置者。例如，亦可對例如以像素單位選擇任意之像素9，並自選擇之像素9以像素單位讀取信號之X-Y位址型之固態攝像裝置應用。
再者，本揭示並非限定於如第1及第2實施形態之固態攝像裝置1般，n型半導體區域27之上側之p型半導體區域25之界面(受光面側界面)平坦的固態攝像裝置者。例如，如圖23所示，亦可對具有以防止由p型半導體區域25之界面(受光面側界面)反射入射光之方式形成有逆金字塔形狀之凹部之所謂之蛾眼構造之防反射部42的固態攝像裝置應用。 又，例如，如圖25所示，亦可代替圖23之逆金字塔形狀之凹部，而設置矩形狀之凹部，並於該凹部之內部填充第1固定電荷膜13。於該情形時，可省略第2固定電荷膜14，而以絕緣膜15閉塞溝槽部30之開口端。
再者，本揭示並非限定於如第1及第2實施形態之固態攝像裝置1般，n型半導體區域27之上側之p型半導體區域25之界面(受光面側界面)平坦的固態攝像裝置者。例如，如圖25所示，亦可對於像素區域之一部分(例如端邊)具有貫通基板2之元件分離部29，且於該元件分離部29內具有露出於基板2之表面S2側之遮光膜16的固態攝像裝置應用。
＜3. 第3實施形態：電子機器＞ 接著，對本揭示之第3實施形態之電子機器進行說明。圖26係本揭示之第3實施形態之電子機器100之概略構成圖。
第3實施形態之電子機器100具備：固態攝像裝置101、光學透鏡102、快門裝置103、驅動電路104及信號處理電路105。第3實施形態之電子機器100係顯示將本揭示之第1實施形態之固態攝像裝置1作為固態攝像裝置101用於電子機器(例如相機)時之實施形態。
光學透鏡102使來自被攝體之圖像光(入射光106)成像於固態攝像裝置101之攝像面上。藉此，於固態攝像裝置101內跨及固定期間蓄積信號電荷。快門裝置103控制對固態攝像裝置101照射光之期間及遮光期間。驅動電路104供給控制固態攝像裝置101之傳送動作及快門裝置103之快門動作之驅動信號。根據自驅動電路104供給之驅動信號(時序信號)，進行固態攝像裝置101之信號傳送。信號處理電路105對自固態攝像裝置101輸出之信號(像素信號)進行各種信號處理。已進行信號處理之影像信號被記憶於記憶體等記憶媒體或被輸出至監視器。 藉由此種構成，第3實施形態之電子機器100中，由於可謀求於固態攝像裝置101中抑制光學混色，故可謀求提高影像信號之畫質。
另，作為可應用固態攝像裝置1之電子機器100，並非限定於相機者，亦可應用於其他之電子機器。例如，可應用於面向行動電話等移動機器之相機模組等攝像裝置。 又，第3實施形態中，構成為將第1實施形態之固態攝像裝置1作為固態攝像裝置101用於電子機器，亦可為其他之構成。例如，亦可將第2實施形態之固態攝像裝置1或變化例之固態攝像裝置1用於電子機器。
另，本技術可採用如下之構成。 (1) 一種固態攝像裝置，其具備： 基板； 複數個光電轉換部，其形成於上述基板； 溝槽部，其設置於相鄰之光電轉換部間；及 固定電荷膜，其被覆上述溝槽部之側壁面及底面以及上述基板之受光面側，且包含鉿、鋁、鋯、鉭及鈦之至少一者；且 上述溝槽部之開口端之至少一部分由上述固定電荷膜於上述溝槽部之內部保留空隙而閉塞。 (2)如上述(1)記載之固態攝像裝置，其中 上述固定電荷膜包含第1固定電荷膜與第2固定電荷膜；且 上述第1固定電荷膜以於上述溝槽部之內部形成側壁面及底面由該第1固定電荷膜包圍之溝槽狀之空間之方式，連續地被覆上述溝槽部之側壁面及底面以及上述基板之受光面側全體； 上述第2固定電荷膜於上述溝槽部之內部保留空隙而閉塞上述溝槽部之開口端，且連續地被覆上述第1固定電荷膜之受光面側全體。 (3) 如上述(2)記載之固態攝像裝置，其中 於上述第2固定電荷膜之受光面側之面具備沿上述溝槽部延伸之凹部。 (4) 如上述(2)或(3)記載之固態攝像裝置，其中 上述第2固定電荷膜之一部分亦被覆上述溝槽部之開口端側之側壁面；且 被覆上述溝槽部之開口端側之側壁面之上述第2固定電荷膜之膜厚係上述溝槽部之開口端側厚於裏側。 (5) 如上述(1)記載之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部彼此交叉之複數個交叉部之開口端中之至少一部分之交叉部之開口端不進行上述固定電荷膜之上述閉塞。 (6) 如上述(1)至(5)中任一項記載之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部之開口端為窄於該溝槽部之內部之懸突形狀。 (7) 如上述(1)至(6)中任一項記載之固態攝像裝置，其中具備： 絕緣膜，其連續地被覆上述固定電荷膜之受光面側全體，且包含氧化矽、氮化矽及氮氧化矽之至少一者。 (8) 如上述(1)至(7)中任一項記載之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部彼此交叉之交叉部中，相互交叉之上述溝槽部之側壁面中形成之4個角部中之位於相對於該溝槽部延伸之各個方向之傾斜方向之角部間的距離為上述溝槽部之寬度之2.5倍以下。 (9) 如上述(8)記載之固態攝像裝置，其中 上述角部間之距離大於上述溝槽部之寬度之0倍且為2.5倍以下。 (10) 如上述(1)至(9)中任一項記載之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部彼此交叉之交叉部中，相互交叉之上述溝槽部之側壁面中形成之4個角部中之位於相對於該溝槽部延伸之各個方向之傾斜方向之角部間的距離為250 nm以下。 (11) 如上述(10)記載之固態攝像裝置，其中 上述角部間之距離大於0 nm且為250 nm以下。 (12) 如上述(1)至(11)中任一項記載之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部彼此交叉之交叉部中，相互交叉之上述溝槽部之側壁面中形成之4個角部中之位於相對於該溝槽部延伸之各個方向之傾斜方向之角部之至少一個角部倒圓為圓弧狀；且 上述圓弧之曲率半徑為20 nm以下。 (13) 如上述(12)記載之固態攝像裝置，其中 上述4個角部之至少一個角部倒圓成圓弧狀；且 上述圓弧之曲率半徑為1 nm以上且20 nm以下。 (14) 如上述(1)至(13)中任一項記載之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部彼此交叉之交叉部中，相互交叉之上述溝槽部之側壁面中形成之4個角部中之位於相對於該溝槽部延伸之各個方向之傾斜方向之角部之至少一者形成突出於上述交叉部之內部側的凸部。 (15) 如上述(14)記載之固態攝像裝置，其中 上述凸部之形狀俯視下為橢圓形狀、正圓形狀及多角形狀之至少任一者。 (16) 一種電子機器，其具備： 固態攝像裝置，其具備基板、形成於上述基板之複數個光電轉換部、設置於相鄰之光電轉換部間之溝槽部、及被覆上述溝槽部之側壁面及底面以及上述基板之受光面側，且包含鉿、鋁、鋯、鉭及鈦之至少一者的固定電荷膜； 光學透鏡，其使來自被攝體之圖像光成像於上述固態攝像裝置之攝像面上；及 信號處理電路，其對自上述固態攝像裝置輸出之信號進行信號處理；且 上述溝槽部之開口端之至少一部分由上述固定電荷膜於上述溝槽部之內部保留空隙而閉塞。
1:固態攝像裝置 2:基板 3:像素區域 4:垂直驅動電路 5:行信號處理電路 6:水平驅動電路 7:輸出電路 8:控制電路 9:像素 10:像素驅動配線 11:垂直信號線 12:水平信號線 13:第1固定電荷膜 14:第2固定電荷膜 14a:凹部 15:絕緣膜 16:遮光膜 17:平坦化膜 18:受光層 19:彩色濾光片層 20:晶載透鏡 21:聚光層 22:配線層 23:支持基板 24:光電轉換部 25:p型半導體區域 26:p型半導體區域 27:n型半導體區域 28:像素分離層 29:元件分離部 30:溝槽部 31:直線部 32:交叉部 33:井層 34:浮動擴散部 35:空隙 36:層間絕緣膜 37:配線 38:開口端 39:開口端 40:側壁 41:開口端 42:防反射部 43a:角部 43b:角部 43c:角部 43d:角部 44:凸部 45:TEOS層 46:BARC層 47:光阻劑層 48:抗蝕劑圖案 49:硬遮罩 50:BARC層 51:光阻劑層 52:V字溝槽 53:抗蝕劑圖案 54:硬遮罩 55:抗蝕劑圖案 56a:角部 56b:角部 56c:角部 56d:角部 57:硬遮罩 58a:角部 58b:角部 58c:角部 58d:角部 100:電子機器 101:固態攝像裝置 102:光學透鏡 103:快門裝置 104:驅動電路 105:信號處理電路 106:入射光 B-B:線 C-C:線 D-D:線 E-E:線 F-F:線 G-G:線 H-H:線 I-I:線 J-J:線 K-K:線 L-L:線 M-M:線 N-N:線 O-O:線 P-P:線 Q-Q:線 d0:寬度 d1:距離 d2:距離 R:曲率半徑 S1:背面 S2:表面 S3:背面 S4:背面 S5:背面 S6:背面 S7:背面 S8:最表面 X:方向 Y:方向
圖1係顯示本揭示之第1實施形態之固態攝像裝置之全體構成的圖。 圖2係顯示沿圖1之A-A線斷裂時之像素區域之剖面構成的圖。 圖3係顯示沿圖2之B-B線斷裂時之溝槽部之平面構造之圖。 圖4係將元件分離部之剖面構成放大而顯示之要部放大圖。 圖5A係顯示第1實施形態之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖5B係顯示第1實施形態之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖5C係顯示第1實施形態之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖5D係顯示第1實施形態之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖5E係顯示第1實施形態之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖6係顯示變化例之固態攝像裝置之基板之平面佈局的圖。 圖7係顯示先前技術之固態攝像裝置之像素區域之剖面構成的圖。 圖8A係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖8B係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖8C係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖8D係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖8E係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖9A係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖9B係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖9C係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖9D係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖9E係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖10A係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖10B係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖10C係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖10D係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖10E係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖11A係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖11B係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖11C係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖11D係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖11E係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖12係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖13係顯示變化例之固態攝像裝置之交叉部之構成的圖。 圖14A係顯示變化例之固態攝像裝置之像素構造之圖。 圖14B係顯示變化例之固態攝像裝置之像素構造之圖。 圖14C係顯示變化例之固態攝像裝置之像素構造之圖。 圖14D係顯示變化例之固態攝像裝置之像素構造之圖。 圖15A係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖15B係顯示沿圖15A之C-C線斷裂時之剖面構成之圖。 圖15C係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖15D係顯示沿圖15C之D-D線斷裂時之剖面構成之圖。 圖15E係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖15F係顯示沿圖15E之E-E線斷裂時之剖面構成之圖。 圖15G係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖15H係顯示沿圖15G之F-F線斷裂時之剖面構成之圖。 圖15I係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖15J係顯示沿圖15I之G-G線斷裂時之剖面構成之圖。 圖15K係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖15L係顯示沿圖15K之H-H線斷裂時之剖面構成之圖。 圖15M係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖15N係顯示沿圖15M之I-I線斷裂時之剖面構成之圖。 圖16A係顯示先前技術之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖16B係顯示沿圖16A之J-J線斷裂時之剖面構成之圖。 圖16C係顯示先前技術之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖16D係顯示沿圖16C之K-K線斷裂時之剖面構成之圖。 圖16E係顯示先前技術之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖16F係顯示沿圖16E之L-L線斷裂時之剖面構成之圖。 圖17A係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖17B係顯示沿圖17A之M-M線斷裂時之剖面構成之圖。 圖17C係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖17D係顯示沿圖17C之N-N線斷裂時之剖面構成之圖。 圖17E係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖17F係顯示沿圖17E之O-O線斷裂時之剖面構成之圖。 圖17G係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖17H係顯示沿圖17G之P-P線斷裂時之剖面構成之圖。 圖17I係顯示變化例之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖17J係顯示沿圖17I之Q-Q線斷裂時之剖面構成之圖。 圖18係顯示變化例之固態攝像裝置之固定電荷膜之平面佈局的圖。 圖19係顯示第1實施形態之固態攝像裝置之元件分離部之剖面構成的圖。 圖20係顯示本揭示之第2實施形態之固態攝像裝置之像素區域之剖面構成的圖。 圖21A係顯示第2實施形態之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖21B係顯示第2實施形態之固態攝像裝置之製造步驟之流程的圖。 圖22係顯示變化例之固態攝像裝置之像素區域之剖面構成的剖視圖。 圖23係顯示變化例之固態攝像裝置之像素區域之剖面構成的剖視圖。 圖24係顯示變化例之固態攝像裝置之像素區域之剖面構成的剖視圖。 圖25係顯示變化例之固態攝像裝置之像素區域之剖面構成的剖視圖。 圖26係顯示本揭示之第3實施形態之電子機器之概略構成圖。
2:基板
13:第1固定電荷膜
14:第2固定電荷膜
14a:凹部
15:絕緣膜
16:遮光膜
17:平坦化膜
28:像素分離層
29:元件分離部
30:溝槽部
35:空隙
S3:背面
S4:背面
S5:背面
S6:背面

Claims (16)

  1. 一種固態攝像裝置，其具備： 基板； 複數個光電轉換部，其形成於上述基板； 溝槽部，其設置於相鄰之上述光電轉換部間；及 固定電荷膜，其被覆上述溝槽部之側壁面及底面以及上述基板之受光面側，且包含鉿、鋁、鋯、鉭及鈦之至少一者；且 上述溝槽部之開口端之至少一部分由上述固定電荷膜於上述溝槽部之內部保留空隙而閉塞。
  2. 如請求項1之固態攝像裝置，其中 上述固定電荷膜包含第1固定電荷膜與第2固定電荷膜；且 上述第1固定電荷膜以於上述溝槽部之內部形成側壁面及底面由該第1固定電荷膜包圍之溝槽狀之空間之方式，連續地被覆上述溝槽部之側壁面及底面以及上述基板之受光面側全體； 上述第2固定電荷膜於上述溝槽部之內部保留空隙而閉塞上述溝槽部之開口端，且連續地被覆上述第1固定電荷膜之受光面側全體。
  3. 如請求項2之固態攝像裝置，其中 於上述第2固定電荷膜之受光面側之面具備沿上述溝槽部延伸之凹部。
  4. 如請求項2之固態攝像裝置，其中 上述第2固定電荷膜亦被覆上述溝槽部之開口端側之側壁面；且 被覆上述溝槽部之開口端側之側壁面之上述第2固定電荷膜之膜厚係於上述溝槽部之開口端側厚於裏側。
  5. 如請求項1之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部彼此交叉之複數個交叉部之開口端中之至少一部分之交叉部之開口端不進行由上述固定電荷膜之上述閉塞。
  6. 如請求項1之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部之開口端為窄於上述溝槽部之內部之懸突形狀。
  7. 如請求項1之固態攝像裝置，其中具備： 絕緣膜，其連續地被覆上述固定電荷膜之受光面側全體，且包含氧化矽、氮化矽及氮氧化矽之至少一者。
  8. 如請求項1之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部彼此交叉之交叉部中，相互交叉之上述溝槽部之側壁面中形成之4個角部中之位於相對於該溝槽部延伸之各個方向之傾斜方向之角部間的距離為上述溝槽部之寬度之2.5倍以下。
  9. 如請求項8之固態攝像裝置，其中 上述角部間之距離大於上述溝槽部之寬度之0倍且為2.5倍以下。
  10. 如請求項1之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部彼此交叉之交叉部中，相互交叉之上述溝槽部之側壁面中形成之4個角部中之位於相對於該溝槽部延伸之各個方向之傾斜方向之角部間的距離為250 nm以下。
  11. 如請求項10之固態攝像裝置，其中 上述角部間之距離大於0 nm且為250 nm以下。
  12. 如請求項1之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部彼此交叉之交叉部中，相互交叉之上述溝槽部之側壁面中形成之4個角部中之位於相對於該溝槽部延伸之各個方向之傾斜方向之角部之至少一個角部倒圓為圓弧狀；且 上述圓弧之曲率半徑為20 nm以下。
  13. 如請求項12之固態攝像裝置，其中 上述4個角部之至少一個角部倒圓成圓弧狀；且 上述圓弧之曲率半徑為1 nm以上且20 nm以下。
  14. 如請求項1之固態攝像裝置，其中 上述溝槽部彼此交叉之交叉部中，相互交叉之上述溝槽部之側壁面中形成之4個角部中之位於相對於該溝槽部延伸之各個方向之傾斜方向之角部之至少一者形成突出於上述交叉部之內部側的凸部。
  15. 如請求項14之固態攝像裝置，其中 上述凸部之形狀俯視下為橢圓形狀、正圓形狀及多角形狀之至少任一者。
  16. 一種電子機器，其具備： 固態攝像裝置，其具備基板、形成於上述基板之複數個光電轉換部、設置於相鄰之光電轉換部間之溝槽部、及被覆上述溝槽部之側壁面及底面以及上述基板之受光面側，且包含鉿、鋁、鋯、鉭及鈦之至少一者的固定電荷膜； 光學透鏡，其使來自被攝體之圖像光成像於上述固態攝像裝置之攝像面上；及 信號處理電路，其對自上述固態攝像裝置輸出之信號進行信號處理；且 上述溝槽部之開口端之至少一部分由上述固定電荷膜於上述溝槽部之內部保留空隙而閉塞。
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