TW202247445A - 固體攝像元件、固體攝像元件之製造方法及電子機器 - Google Patents

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Abstract

本揭示之固體攝像元件(1)具備半導體層(20)、及分離區域(23)。半導體層(20)具有矩陣狀配置之複數個光電轉換部。分離區域(23)將半導體層(20)中相鄰之光電轉換部彼此分離。又，分離區域(23)具有壁狀電極(24)、及低吸收構件(26)。壁狀電極(24)配置為壁狀，且被施加負的偏壓電壓。低吸收構件(26)配置於較壁狀電極(24)靠光入射側，且光吸收率小於壁狀電極(24)。

Description

固體攝像元件、固體攝像元件之製造方法及電子機器
本揭示係關於一種固體攝像元件、固體攝像元件之製造方法及電子機器。
固體攝像元件例如具有沿著半導體層之光入射側之面排列之複數個光電轉換部。又，於上述之固體攝像元件中，業已知悉在位於相鄰之光電轉換部彼此之間之分離區域形成導電性之遮光壁之技術(例如，參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2009-88030號公報
[發明所欲解決之問題]
於本揭示中提案一種可抑制對於光電轉換之集光特性之劣化之固體攝像元件、固體攝像元件之製造方法及電子機器。 [解決問題之技術手段]
根據本揭示，提供一種固體攝像元件。固體攝像元件具備半導體層、及分離區域。半導體層具有矩陣狀配置之複數個光電轉換部。分離區域將前述半導體層中相鄰之前述光電轉換部彼此分離。又，前述分離區域具有壁狀電極、及低吸收構件。壁狀電極配置為壁狀，且被施加負的偏壓電壓。低吸收構件配置於較前述壁狀電極靠光入射側，且光吸收率小於前述壁狀電極。
以下，針對本揭示之各實施形態，基於圖式詳細地說明。此外，於以下之各實施形態中，藉由對同一部位賦予同一符號，而省略重複之說明。
固體攝像元件例如具有沿著半導體層之光入射側之面排列之複數個光電轉換部。又，於上述之固體攝像元件中，業已知悉在位於相鄰之光電轉換部彼此之間之分離區域形成導電性之遮光壁之技術
進而，藉由對上述之遮光壁施加負的偏壓電壓，可將電洞集中於光電轉換部與分離區域之界面附近，故而可抑制於光電轉換部中產生暗電流及白點。
另一方面，於上述之先前技術中，因在遮光壁之光入射側之部位發生較多光之吸收，而有入射至光電轉換部之光之量降低之虞。
為此，期待實現能夠克服上述之問題點，且抑制對於光電轉換部之集光特性之劣化之技術。
[固體攝像元件之構成] 圖1係顯示本揭示之實施形態之固體攝像元件1之概略構成例之系統構成圖。如圖1所示，CMOS影像感測器即固體攝像元件1具備：像素陣列部10、系統控制部12、垂直驅動部13、行讀出電路部14、行信號處理部15、水平驅動部16、及信號處理部17。
該等像素陣列部10、系統控制部12、垂直驅動部13、行讀出電路部14、行信號處理部15、水平驅動部16及信號處理部17設置於同一半導體基板上或電性連接之複數個積層半導體基板上。
於像素陣列部10中，具有光電轉換元件(光電二極體PD(參照圖2))之受光像素11矩陣狀二維配置，且該光電轉換元件可將與入射光量相應之電荷量進行光電轉換並蓄積於內部，且作為信號而輸出。
又，像素陣列部10除了受光像素11以外，有時包含不具有光電二極體PD之構造之虛設像素、及藉由對受光面進行遮光而將來自外部之光入射截斷之遮光像素等成列及/或行狀配置而成之區域。
此外，遮光像素除了為對受光面予以遮光之構造以外，亦可具備與受光像素11同樣之構成。又，以下，有時亦將與入射光量相應之電荷量之光電荷簡稱為「電荷」，將受光像素11簡稱為「像素」。
於像素陣列部10中，對於矩陣狀之像素排列，就每一列將像素驅動線LD沿著圖式中之左右方向(像素列之像素之排列方向)形成，就每一行將垂直像素配線LV沿著圖式中之上下方向(像素行之像素之排列方向)形成。像素驅動線LD之一端連接於與垂直驅動部13之各列對應之輸出端。
行讀出電路部14至少包含：就每一行對像素陣列部10內之選擇列之受光像素11供給定電流之電路、電流鏡電路及成為讀出對象之受光像素11之切換開關等。
而且，行讀出電路部14與像素陣列部10內之選擇像素之電晶體一起構成放大器，將光電荷信號轉換為電壓信號並輸出至垂直像素配線LV。
垂直驅動部13包含移位暫存器及位址解碼器等，所有像素同時或以列單位等驅動像素陣列部10之各受光像素11。該垂直驅動部13針對其具體的構成省略圖示，但為具有讀出掃描系統、及排除掃描系統或批次排除及批次傳送系統之構成。
讀出掃描系統為了自受光像素11讀出像素信號，且以列單位依序選擇掃描像素陣列部10之受光像素11。於列驅動(滾動快門動作)之情形下，關於排除，針對藉由讀出掃描系統進行讀出掃描之讀出列，較該讀出掃描提前快門速度之時間份額而進行排除掃描。
又，於全域曝光(全域快門動作)之情形下，較批次傳送提前快門速度之時間份額進行批次排除。藉由如此之排除，自讀出列之受光像素11之光電二極體PD排除(重置)不必要之電荷。而且，藉由不必要之電荷之排除(重置)而進行所謂之電子快門動作。
此處，所謂電子快門動作係意指捨棄直至即將進行電子快門動作之前為止積存於光電二極體PD之不必要之電荷而重新開始曝光(開始光電荷之蓄積)之動作。
由讀出掃描系統之讀出動作讀出之像素信號之信號位準係與在緊接其前之讀出動作或電子快門動作以後入射之光量對應者。於列驅動之情形下，自緊接其前之讀出動作之讀出時序或電子快門動作之排除時序至此次之讀出動作之讀出時序之期間為受光像素11中之光電荷之蓄積時間(曝光時間)。於全域曝光之情形下，自批次排除至批次傳送之時間為蓄積時間(曝光時間)。
從由垂直驅動部13選擇掃描之像素列之各受光像素11輸出之像素信號經由垂直像素配線LV各者被供給至行信號處理部15。行信號處理部15就像素陣列部10之每一像素行，對自選擇列之各受光像素11經由垂直信號線LV輸出之像素信號進行特定之信號處理，且暫時保存信號處理後之像素信號。
具體而言，行信號處理部15作為信號處理，至少進行雜訊去除處理、例如CDS(Correlated Double Sampling：相關雙取樣)處理。藉由該行信號處理部15所進行之CDS處理，而去除重置雜訊或放大電晶體AMP之臨限值偏差等之像素固有之固定模式雜訊。
此外，行信號處理部15亦可構成為除了雜訊去除處理以外，亦可具有例如AD轉換功能，將像素信號作為數位信號而輸出。
水平驅動部16包含移位暫存器及位址解碼器等，依序選擇與行信號處理部15之像素行對應之單位電路。藉由該水平驅動部16所進行之選擇掃描，而將由行信號處理部15予以信號處理後之像素信號依序輸出至信號處理部17。
系統控制部12包含產生各種時序信號之時序產生器等，基於由時序產生器產生之各種時序信號，進行垂直驅動部13、行信號處理部15、水平驅動部16等之驅動控制。
固體攝像元件1進一步具備信號處理部17、及未圖示之資料儲存部。信號處理部17至少具有加算處理功能，對於自行信號處理部15輸出之像素信號進行加算處理等各種信號處理。
資料儲存部於在信號處理部17之信號處理之際暫時儲存該處理所需之資料。針對該等信號處理部17及資料儲存部，可為由設置於與固體攝像元件1不同之基板之外部信號處理部、例如DSP(Digital Signal Processor，數位信號處理器)或軟體進行之處理，亦可搭載於與固體攝像元件1相同之基板上。
[實施形態] 繼而，針對實施形態之像素陣列部10之詳細之構成，一面參照圖2，一面進行說明。圖2係示意性顯示本揭示之實施形態之像素陣列部10之構造之剖視圖。
如圖2所示，實施形態之像素陣列部10具備半導體層20、配線層30、及光學層40。而且，於像素陣列部10中，自來自外部之光L入射之側(以下亦稱為光入射側)依序積層光學層40、半導體層20及配線層30。
於半導體層20中，由第1導電型(例如N型)之半導體區域即第1區域21、及與上述之第1區域21相鄰之未圖示之第2導電型(例如P型)之半導體區域，形成光電二極體PD。上述之光電二極體PD係光電轉換部之一例。
又，於半導體層20之較第1區域21靠光入射側之部位，設置第2導電型之半導體區域即第2區域22。亦即，於半導體層20之較第1區域21靠光入射側之部位，設置雜質濃度較上述之第1區域21為小之第2區域22。
又，於半導體層20中，在彼此相鄰之光電二極體PD彼此之間設置分離區域23。上述之分離區域23將彼此相鄰之光電二極體PD彼此電性及光學分離。分離區域23例如於像素陣列部10中俯視下格子狀配置。
實施形態之分離區域23具有：壁狀電極24、絕緣膜25、及低吸收構件26。壁狀電極24係由導電性材料構成，係俯視下沿著分離區域23設置之壁狀之電極。壁狀電極24例如以選自多晶矽、鎢、鋁之1種為主成分而構成。
壁狀電極24於半導體層20中，配置於與光入射側為相反側之面20b(以下亦稱為相反面20b)至給定之深度X之間。又，壁狀電極24與第1區域21相鄰地配置。亦即，第1區域21於半導體層20中配置於自相反面20b至給定之深度X之間。
又，於壁狀電極24與第1區域21之間配置絕緣膜25。絕緣膜25係由絕緣性材料(例如氧化矽(SiO 2)等)構成。
又，於壁狀電極24連接位於配線層30之配線32a，且經由上述之配線32a等被施加負的偏壓電壓。而且，藉由對壁狀電極24施加負的偏壓電壓，而可將電洞集中於光電二極體PD與分離區域23之界面附近。藉此，於實施形態中，可於光電二極體PD中抑制產生暗電流及白點。
另一方面，壁狀電極24因對於光L之吸收率較大，故於配置至半導體層20之光入射側之面20a(以下亦稱為光入射面20a)之附近之情形下，有於光入射面20a之附近，壁狀電極24吸收光L之虞。
為此，於實施形態中，如圖2所示，於分離區域23之較壁狀電極24靠光入射側之部位配置低吸收構件26。上述之低吸收構件26例如具有與由壁狀電極24及絕緣膜25構成之壁狀之部位大致相等之粗細度。
而且，低吸收構件26係由對於光L之吸收率較壁狀電極24為小之材料(例如，氧化矽、氧化鉿(HfO 2)、氧化鋁(Al 2O 3)及氧化鈦(TiO 2)等)構成。
藉此，可抑制由分離區域23之光入射側之部位吸收光L。因此，根據實施形態，可抑制對於光電二極體PD之集光特性之劣化。
又，於實施形態中，可將雜質濃度較第1區域21為小之第2區域22與低吸收構件26相鄰地配置。藉此，於未被施加負的偏壓電壓之低吸收構件26與第2區域22之界面附近，亦可抑制產生因半導體層20之缺陷等引起之異常電荷。
因此，根據實施形態，可抑制產生光電二極體PD中之白點。
此外，於圖2之例中顯示了第2區域22為第2導電型之半導體區域之例，但第2區域22不限定於第2導電型之半導體區域，例如，可由雜質濃度較第1區域21為小之第1導電型之雜質區域構成。
又，於實施形態中，壁狀電極24可以選自多晶矽、鎢、鋁之1種為主成分而構成。藉此，可將電洞穩定地集中於光電二極體PD與分離區域23之界面附近。
因此，根據實施形態，可進一步抑制於光電二極體PD中產生暗電流及白點。
又，於實施形態中，壁狀電極24較佳為由多晶矽構成。藉此，於後述之像素陣列部10之製造步序中，即便於將壁狀電極24曝露於高溫環境時，亦可抑制上述之壁狀電極24劣化。
又，於實施形態中，低吸收構件26可以選自氧化矽、氧化鉿、氧化鋁及氧化鈦之1種為主成分而構成。例如，藉由以氧化矽構成低吸收構件26，而可簡便地形成上述之低吸收構件26。
又，藉由以氧化鉿、氧化鋁或氧化鈦構成低吸收構件26，而可減小低吸收構件26與由矽構成之第2區域22之折射率差。
因此，根據實施形態，因在低吸收構件26之光入射側之端部，可抑制光L之散射，而可進一步抑制對於光電二極體PD之集光特性之劣化。
繼續說明像素陣列部10之其他部位。於半導體層20之相反面20b配置配線層30。上述之配線層30係藉由在層間絕緣膜31內形成複數層配線32及複數個像素電晶體33而構成。
於配線32包含與壁狀電極24電性連接之配線32a。又，複數個像素電晶體33進行蓄積於光電二極體PD之電荷之讀出等。
於半導體層20之光入射面20a配置光學層40。光學層40具有：平坦化膜41、彩色濾光器42、遮光壁43、及OCL(On-Chip Lens，晶載透鏡)44。
平坦化膜41將供形成彩色濾光器42及OCL 44之面平坦化，為了避免於形成彩色濾光器42及OCL 44時之旋轉塗佈之步序中產生之不均而產生。
平坦化膜41例如由有機材料(例如丙烯酸系樹脂)形成。此外，平坦化膜41不限定於由有機材料形成之情形，可由氧化矽或氮化矽(SiN)等形成。
彩色濾光器42係使由OCL 44集光之光L中之特定波長之光透過之光學濾光器。彩色濾光器42配置於平坦化膜41之光入射側之面。
該彩色濾光器42例如包含使紅色之光透過之彩色濾光器、使綠色之光透過之彩色濾光器、及使藍色之光透過之彩色濾光器。
遮光壁43例如配置於相鄰之彩色濾光器42彼此之間。遮光壁43係對自相鄰之彩色濾光器42傾斜地入射之光予以遮蔽之壁狀之膜。遮光壁43例如由鋁或鎢等構成。
OCL 44係就每一受光像素11設置，將光L集光於各受光像素11之光電二極體PD之透鏡。OCL 44例如由丙烯酸系等之樹脂等構成。
[像素陣列部之製造步序] 繼而，針對實施形態之像素陣列部10之製造步序，一面參照圖3～圖8，一面進行說明。圖3～圖8係用於說明本揭示之實施形態之像素陣列部10之製造步序之圖。
於像素陣列部10之製造步序中，如圖3所示，首先，自包含第1導電型之雜質且最終成為半導體層20之半導體基板120之相反面20b側，以較高之能量離子注入第2導電型之雜質。藉此，以相反面20b為基準，於較給定之深度X為深之區域形成第2區域22。
此時，半導體基板120(半導體層20)之較第2區域22更靠近相反面20b之區域為第1導電型之第1區域21。
進而，於半導體基板120(半導體層20)之相反面20b側，利用先前周知之方法形成溝渠T1。此外，該溝渠T1形成為貫通第1區域21且到達第2區域22之中途，且於俯視下形成於設置分離區域23之部位。
其次，如圖4所示，藉由先前周知之方法，自溝渠T1之底部至給定之深度X係由低吸收構件26填埋。
其次，如圖5所示，於溝渠T1之自給定之深度X至開口部之側面T1a利用先前周知之方法形成絕緣膜25，進而，以將溝渠T1之其餘空間填埋之方式，利用先前周知之方法形成壁狀電極24。
其次，如圖6所示，於半導體基板120(半導體層20)之相反面20b之表面形成配線層30。上述之配線層30於層間絕緣膜31內設置複數層配線32及複數個像素電晶體33而構成，且利用先前周知之方法形成。
其次，如圖7所示，半導體基板120之與相反面20b為相反側之面被予以研削處理，以第2區域22及低吸收構件26露出之方式被薄壁化。藉此，形成半導體層20及光入射面20a。
其次，如圖8所示，於半導體層20之光入射面20a之表面依序形成平坦化膜41、複數個彩色濾光器42及複數個遮光壁43、及複數個OCL 44。
如目前為止所說明般，於實施形態之像素陣列部10之製造步序中，藉由以低吸收構件26、絕緣膜25及壁狀電極24將自半導體層20之相反面20b形成之溝渠T1填埋，而形成分離區域23。
藉此，可以簡便之步序形成低吸收構件26、絕緣膜25及壁狀電極24，且可防止低吸收構件26與壁狀電極24之位置偏移。
[各種變化例] 繼而，針對實施形態之各種變化例，一面參照圖9～圖24，一面進行說明。
＜變化例1＞ 圖9係示意性顯示本揭示之實施形態之變化例1之像素陣列部10之構造之剖視圖。於上述之變化例1中，低吸收構件26及其周邊之構成與上述之實施形態不同。
具體而言，如圖9所示，於變化例1中，在低吸收構件26與第2區域22及壁狀電極24之間配置固定電荷膜27。上述之固定電荷膜27具有將電荷(此處為電洞)固定於分離區域23與第2區域22之界面之功能。
作為固定電荷膜27之材料，較佳為使用具有大量固定電荷之高介電材料。固定電荷膜27例如由氧化鉿、氧化鋁、氧化鉭、氧化鋯(ZrO 2)、氧化鈦、氧化鎂(MgO 2)、氧化鑭(La 2O 3)等構成。
又，固定電荷膜27可由氧化鐠(Pr 2O 3)、氧化鈰(CeO 2)、氧化釹(Nd 2O 3)、氧化鉕(Pm 2O 3)、氧化釤(Sm 2O 3)、氧化銪(Eu 2O 3)等構成。
又，固定電荷膜27可由氧化釓(Gd 2O 3)、氧化鋱(Tb 2O 3)、氧化鏑(Dy 2O 3)、氧化鈥(Ho 2O 3)、氧化鉺(Er 2O 3)、氧化銩(Tm 2O 3)等構成。
又，固定電荷膜27可由氧化鐿(Yb 2O 3)、氧化鎦(Lu 2O 3)、氧化釔(Y 2O 3)、氮化鋁(AlN)、氮氧化鉿(HfON)、氮氧化鋁膜(AlON)等構成。
藉由配置如此之固定電荷膜27，而於變化例1中，在未被施加負的偏壓電壓之低吸收構件26與第2區域22之界面附近，可進一步抑制產生因半導體層20之缺陷等引起之異常電荷。
因此，根據變化例1，可進一步抑制產生光電二極體PD中之白點。
圖10係顯示本揭示之實施形態之變化例1之低吸收構件26所配置之深度D與受光像素11之飽和電荷量之關係之圖。
此外，圖10所示之結果係根據模擬而求得之資料，且係固定電荷膜27由氧化鋁及氧化鉭之多層膜構成、低吸收構件26由氧化矽構成之情形之資料。又，圖10所示之參考例係未配置低吸收構件26及固定電荷膜27、壁狀電極24貫通分離區域23之整體之情形之資料。
如圖10所示，於變化例1中，更佳為將低吸收構件26自半導體層20之光入射面20a配置至800(nm)以上之深度D。藉此，與參考例相比，可使飽和電荷量大幅度增加。亦即，於變化例1中，可藉由將低吸收構件26配置至800(nm)以上之深度D，而進一步提高集光特性。
此外，圖10之資料係針對變化例1之構成進行模擬後之結果，但針對上述之實施形態之構成進行模擬後之結果亦與圖10同樣。亦即，於上述之實施形態中，亦可藉由將低吸收構件26配置至800(nm)以上之深度D，而進一步提高集光特性。
＜變化例1之製造步序＞ 繼而，針對變化例1之像素陣列部10之製造步序，一面參照圖11～圖17，一面進行說明。圖11～圖17係用於說明本揭示之實施形態之變化例1之像素陣列部10之製造步序之圖。
於變化例1之製造步序中，如圖11所示，首先，自包含第1導電型之雜質且最終成為半導體層20之半導體基板120之相反面20b側，以較高之能量離子注入第2導電型之雜質。藉此，以相反面20b為基準，於較給定之深度X為深之區域形成第2區域22。
此時，半導體基板120(半導體層20)之較第2區域22更靠近相反面20b之區域為第1導電型之第1區域21。
進而，於半導體基板120(半導體層20)之相反面20b側，利用先前周知之方法形成溝渠T1。此外，該溝渠T1形成為貫通第1區域21，且於俯視下形成於設置分離區域23之部位。
其次，如圖12所示，於溝渠T1之自底部至開口部之側面T1a利用先前周知之方法形成絕緣膜25，進而，以將溝渠T1之其餘空間填埋之方式，利用先前周知之方法形成壁狀電極24。
其次，如圖13所示，於半導體基板120(半導體層20)之相反面20b之表面形成配線層30。上述之配線層30於層間絕緣膜31內設置複數層配線32及複數個像素電晶體33而構成，且利用先前周知之方法形成。
其次，如圖14所示，半導體基板120之與相反面20b為相反側之面被予以研削處理，以第2區域22露出之方式被薄壁化。藉此，形成半導體層20及光入射面20a。
其次，如圖15所示，於半導體層20之光入射面20a側利用先前周知之方法形成溝渠T2。此外，該溝渠T2形成為貫通第2區域22，且於俯視下形成於設置分離區域23之部位。亦即，該溝渠T2形成為於底部使壁狀電極24及絕緣膜25露出。
其次，如圖16所示，於溝渠T2之側面T2a及底面T2b利用先前周知之方法形成固定電荷膜27，進而以將溝渠T2之其餘空間填埋之方式利用先前周知之方法形成低吸收構件26。
其次，如圖17所示，於半導體層20之光入射面20a之表面依序形成平坦化膜41、複數個彩色濾光器42及複數個遮光壁43、及複數個OCL 44。
如此，於變化例1之製造步序中，藉由以絕緣膜25與壁狀電極24將自相反面20b形成之溝渠T1填埋，且以固定電荷膜27與低吸收構件26將自光入射面20a形成之溝渠T2填埋，而形成分離區域23。
因此，根據變化例1，因在配線層30之形成步序等中未將低吸收構件26曝露於高溫環境，而可抑制上述之低吸收構件26劣化。
此外，顯示了於上述之實施形態及變化例1之製造步序中，藉由朝第1導電型之半導體基板120以高能量離子注入第2導電型之雜質，而形成第1區域21及第2區域22之例，但本揭示不限定於上述之例。
例如，於本揭示之技術中，可藉由自第2導電型之半導體基板120之相反面20b側，以較低之能量離子注入第1導電型之雜質，而形成第1區域21及第2區域22。
＜變化例2＞ 圖18係示意性顯示本揭示之實施形態之變化例2之像素陣列部10之構造之剖視圖。於上述之變化例2中，第2區域22之構成與上述之變化例1不同。
具體而言，如圖18所示，於變化例2中，第2區域22具有：配置於第1區域21側之第1部位22a、及配置於光入射面20a側之第2部位22b。
第1部位22a係雜質濃度較第1區域21為小之區域，例如，係雜質濃度較第1區域21為小之第1導電型之雜質區域。又，第2部位22b係雜質濃度較第1部位22a為小之區域，例如，係第2導電型之雜質區域。
藉此，亦可於未被施加負的偏壓電壓之低吸收構件26與第2區域22之界面附近，進一步抑制產生因半導體層20之缺陷等引起之異常電荷。因此，根據變化例2，可進一步抑制產生光電二極體PD中之白點。
＜變化例3＞ 圖19係示意性顯示本揭示之實施形態之變化例3之像素陣列部10之構造之剖視圖。於上述之變化例3中，低吸收構件26之周邊之構成與上述之變化例1不同。
具體而言，如圖19所示，於變化例3中，在低吸收構件26及固定電荷膜27、與壁狀電極24及絕緣膜25之間配置阻擋膜28。上述之阻擋膜28於圖12所示之製造步序中，形成為在自形成溝渠T1起至形成絕緣膜25及壁狀電極24之間，將溝渠T1之底部填埋。
又，阻擋膜28係由對於半導體層20之材料(例如矽)而蝕刻處理之選擇比為高之材料(例如，氧化矽或氮化矽等)構成。
於變化例3中，藉由配置如此之阻擋膜28，而於圖15所示之溝渠T2之形成步序中，可使用阻擋膜28作為蝕刻阻擋層。因此，根據變化例3，可高精度地形成溝渠T2。
＜變化例4＞ 圖20係示意性顯示本揭示之實施形態之變化例4之像素陣列部10之構造之剖視圖。於上述之變化例4中，低吸收構件26及固定電荷膜27之尺寸與上述之變化例1不同。
具體而言，如圖20所示，於變化例4中，由低吸收構件26及固定電荷膜27構成之壁狀之部位較由壁狀電極24及絕緣膜25構成之壁狀之部位為粗。
藉此，於溝渠T2之形成步序中，即便於溝渠T2對於溝渠T1位置偏移之情形下，亦可將由低吸收構件26及固定電荷膜27構成之壁狀之部位與由壁狀電極24及絕緣膜25構成之壁狀之部位相連。
因此，根據變化例4，即便於溝渠T2對於溝渠T1位置偏移之情形下，亦可利用分離區域23將相鄰之光電二極體PD確實地分離。
＜變化例5＞ 圖21係示意性顯示本揭示之實施形態之變化例5之像素陣列部10之構造之剖視圖。於上述之變化例5中，低吸收構件26及固定電荷膜27之構成與上述之變化例1不同。
具體而言，如圖21所示，於變化例5中，低吸收構件26A係由導電性材料(例如鎢或鋁)構成，且固定電荷膜27A係由絕緣性材料(例如氧化矽)構成。又，於變化例5中，將低吸收構件26A與壁狀電極24之間電性連接。
藉此，因經由壁狀電極24亦對低吸收構件26A施加負的偏壓電壓，而亦可將電洞集中於第2區域22與分離區域23之界面附近。因此，根據變化例5，可進一步抑制於光電二極體PD中產生暗電流及白點。
＜變化例6＞ 圖22係顯示本揭示之實施形態之變化例6之像素陣列部10之平面構成之圖。又，圖23係圖22所示之A-A線之箭頭方向剖視圖，圖24係圖22所示之B-B線之箭頭方向剖視圖。
如圖22等所示，於變化例6之像素陣列部10中，在1個受光像素11設置一對光電二極體PD(以下亦稱為光電二極體PD1、PD2)。例如，受光像素11於俯視下為大致正方形狀，光電二極體PD於俯視下為大致長方形狀。
又，受光像素11具有第1分離區域23a、第2分離區域23b、及雜質區域23c，作為分離區域23。第1分離區域23a如圖22所示般配置為於1個受光像素11中包圍一對光電二極體PD1、PD2。
第2分離區域23b於1個受光像素11中配置於彼此相鄰之一對光電二極體PD1、PD2之間。第2分離區域23b將彼此相鄰之一對光電二極體PD1、PD2之間光學及電性分離。
亦即，於變化例6之受光像素11中，第1分離區域23a將經由不同之OCL 44入射光L之複數個光電二極體PD彼此之間分離。又，第2分離區域23b將經由相同之OCL 44入射光L之一對光電二極體PD1、PD2之間分離。
如此，於變化例6中，因可使用第2分離區域23b將一對光電二極體PD1、PD2相互分離，而可使用一對光電二極體PD1、PD2來檢測入射之光L之相位差。
雜質區域23c於一對光電二極體PD1、PD2之間在俯視下配置於與第2分離區域23b不同之位置，且包含第2導電型之雜質。
上述之雜質區域23c作為光電二極體PD1與光電二極體PD2之間之溢流路徑發揮功能。藉此，於變化例6中，可使蓄積於兩個光電二極體PD1、PD2之電荷量均等。
此處，於變化例6中，如圖23所示，與上述之變化例1同樣，第1分離區域23a及第2分離區域23b具有：壁狀電極24、絕緣膜25、低吸收構件26、及固定電荷膜27。
藉此，於變化例6中，可對第1分離區域23a及第2分離區域23b賦予良好的分離特性，且可抑制於第1分離區域23a及第2分離區域23b之光入射側之部位吸收光L。
因此，根據變化例6，於可檢測光L之相位差之受光像素11中，可抑制對於一對光電二極體PD1、PD2之集光特性之劣化。
又，於變化例6中，如圖23所示，於第2分離區域23b中配置低吸收構件26及固定電荷膜27之深度D2可較於第1分離區域23a中配置低吸收構件26及固定電荷膜27之深度D1為深。
藉此，由於配置於OCL 44之光軸之附近，故於較第1分離區域23a供更多之光L集光之第2分離區域23b中，可有效地抑制於光入射側之部位吸收光L。
因此，根據變化例6，於可檢測光L之相位差之受光像素11中，可進一步抑制對於一對光電二極體PD1、PD2之集光特性之劣化。
此外，於圖22～圖24之例中顯示了於一對光電二極體PD1、PD2之間配置有溢流路徑(雜質區域23c)之相位差像素，但本揭示不限定於上述之例。
例如，於一對光電二極體PD1、PD2之間由第2分離區域23b完全分離之相位差像素中，第1分離區域23a及第2分離區域23b可具有：壁狀電極24、絕緣膜25、低吸收構件26、及固定電荷膜27。
藉此，於可檢測光L之相位差之受光像素11中，可抑制對於一對光電二極體PD1、PD2之集光特性之劣化。
又，於該相位差像素中，在第2分離區域23b中配置低吸收構件26及固定電荷膜27之深度D2可較於第1分離區域23a中配置低吸收構件26及固定電荷膜27之深度D1為深。藉此，可進一步抑制對於一對光電二極體PD1、PD2之集光特性之劣化。
[效果] 實施形態之固體攝像元件1具備半導體層20、及分離區域23。半導體層20具有矩陣狀配置之複數個光電轉換部(光電二極體PD)。分離區域23將半導體層20中相鄰之光電轉換部(光電二極體PD)彼此分離。又，分離區域23具有壁狀電極24、及低吸收構件26。壁狀電極24配置為壁狀，且被施加負的偏壓電壓。低吸收構件26配置於較壁狀電極24靠光入射側，且光吸收率小於壁狀電極24。
藉此，可抑制對於光電二極體PD之集光特性之劣化。
又，於實施形態之固體攝像元件1中，光電轉換部(光電二極體PD)具有：與壁狀電極24相鄰之第1區域21、及與低吸收構件26相鄰之第2區域22。又，第2區域22之雜質濃度小於第1區域21之雜質濃度。
藉此，可抑制產生光電二極體PD中之白點。
又，於實施形態之固體攝像元件1中，低吸收構件26自半導體層20之光入射側之面20a配置至800(nm)以上之深度D。
藉此，可進一步提高對於光電二極體PD之集光特性。
又，於實施形態之固體攝像元件1中，壁狀電極24以選自多晶矽、鎢、鋁之1種為主成分而構成。
藉此，可於光電二極體PD中進一步抑制產生暗電流及白點。
又，於實施形態之固體攝像元件1中，低吸收構件26以選自氧化矽、氧化鉿、氧化鋁及氧化鈦之1種為主成分而構成。
藉此，可簡便地形成低吸收構件26，或可於低吸收構件26之光入射側之端部中抑制光L之散射。
又，實施形態之固體攝像元件1進一步具備使光L入射至對應之光電轉換部(光電二極體PD)之複數個晶載透鏡(OCL 44)。又，分離區域23具有第1分離區域23a及第2分離區域23b。第1分離區域23a將經由不同之晶載透鏡(OCL 44)入射光L之複數個光電轉換部(光電二極體PD)分離。第2分離區域23b將經由相同之晶載透鏡(OCL 44)入射光L之複數個光電轉換部(光電二極體PD)分離。又，位於第2分離區域23b之低吸收構件26配置至較位於第1分離區域23a之低吸收構件26為深之位置。
藉此，於可檢測光L之相位差之受光像素11中，可進一步抑制對於一對光電二極體PD1、PD2之集光特性之劣化。
又，實施形態之固體攝像元件1之製造方法包含：形成溝渠T1之步序、以低吸收構件26進行填埋之步序、形成絕緣膜25之步序、及以壁狀電極24進行填埋之步序。形成溝渠T1之步序於半導體基板120之與光入射側為相反側之面20b形成溝渠T1。以低吸收構件26進行填埋之步序自溝渠T1之底部至給定之深度X以低吸收構件26進行填埋。形成絕緣膜25之步序於溝渠T1之自給定之深度X至開口部之側面T1a形成絕緣膜25。以壁狀電極24進行填埋之步序以導電性之壁狀電極24將溝渠T1之其餘部位填埋。又，形成於配線層30之配線32a連接於壁狀電極24，低吸收構件26之光吸收率小於壁狀電極24。
藉此，可簡便地形成對於光電二極體PD之集光特性之劣化經抑制之固體攝像元件1，且可防止低吸收構件26與壁狀電極24之位置偏移。
又，實施形態之固體攝像元件1之製造方法進一步包含減小雜質濃度之步序。減小雜質濃度之步序使自與溝渠T1之底部對應之深度至給定之深度X之區域之雜質濃度小於自給定之深度X至半導體基板120之與光入射側為相反側之面20b之區域。
藉此，可形成光電二極體PD中白點之產生經抑制之固體攝像元件1。
[電子機器] 此外，本揭示不限於對於固體攝像元件之應用。亦即，本揭示除了固體攝像元件以外，亦可對於相機模組或攝像裝置、具有攝像功能之行動終端裝置、或於圖像讀取部使用固體攝像元件之影印機等具有固體攝像元件之所有電子機器應用。
作為上述之攝像裝置，例如，可舉出數位靜態相機或視訊攝影機等。又，作為具有上述之攝像功能之行動終端裝置，例如，可舉出智慧型手機或平板型終端等。
圖25係顯示作為應用本揭示之技術之電子機器1000之攝像裝置之構成例之方塊圖。圖25之電子機器1000例如為數位靜態相機或視訊攝影機等攝像裝置、或智慧型手機或平板型終端等行動終端裝置等之電子機器。
於圖25中，電子機器1000係由下述部分構成，即：透鏡群1001、固體攝像元件1002、DSP電路1003、訊框記憶體1004、顯示部1005、記錄部1006、操作部1007、及電源部1008。
又，於電子機器1000中，DSP電路1003、訊框記憶體1004、顯示部1005、記錄部1006、操作部1007、及電源部1008經由匯流排線1009相互連接。
透鏡群1001擷取入來自被攝體之入射光(像光)並成像於固體攝像元件1002之攝像面上。固體攝像元件1002對應於上述之實施形態之固體攝像元件1，將藉由透鏡群1001而成像於攝像面上之入射光之光量以像素單位轉換為電信號並作為像素信號而輸出。
DSP電路1003係處理自固體攝像元件1002供給之信號之相機信號處理電路。訊框記憶體1004以訊框單位暫時保存由DSP電路1003處理後之圖像資料。
顯示部1005例如包含液晶面板或有機EL(Electro Luminescence，電致發光)面板等面板型顯示裝置，顯示由固體攝像元件1002拍攝到之動畫或靜畫。記錄部1006將由固體攝像元件1002拍攝到之動畫或靜畫之圖像資料記錄於半導體記憶體或硬碟等記錄媒體。
操作部1007依照使用者之操作，發出關於電子機器1000所具有之各種功能之操作指令。電源部1008將成為DSP電路1003、訊框記憶體1004、顯示部1005、記錄部1006及操作部1007之動作電源之各種電源適當供給至該等供給對象。
於如上述般構成之電子機器1000中，藉由應用上述之各實施形態之固體攝像元件1作為固體攝像元件1002，而可抑制對於光電二極體PD之集光特性之劣化。
[對於移動體之應用例] 本揭示之技術(本技術)可對於各種產品應用。例如，本揭示之技術可實現為搭載於汽車、電動汽車、複合動力電動車、機車、自行車、個人移動性裝置、飛機、無人機、船舶、機器人等任一種類之移動體之裝置。
圖26係顯示作為可應用本揭示之技術之移動體控制系統之一例之車輛控制系統之概略性構成例之方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通訊網路12001連接之複數個電子控制單元。於圖26所示之例中，車輛控制系統12000具備：驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及整合控制單元12050。又，圖示有微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(Interface，介面)12053作為整合控制單元12050之功能構成。
驅動系統控制單元12010依照各種程式控制與車輛之驅動系統相關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用於產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用於將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等的控制裝置而發揮功能。
車體系統控制單元12020遵循各種程式控制裝備於車體之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為無鑰匙門禁系統、智慧型鑰匙系統、電動窗裝置、或前照燈、尾燈、煞車燈、方向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。該情形下，可對車體系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之可攜式機發出之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，控制車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載車輛控制系統12000之車輛外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，且接收拍攝到之圖像。車外資訊檢測單元12030可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。
攝像部12031係接收光且輸出與該光之受光量相應之電信號之光感測器。攝像部12031可將電信號作為圖像輸出，亦可作為測距之資訊輸出。又，攝像部12031接收之光可為可見光，也可為紅外線等非可見光。
車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040例如連接有檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，可算出駕駛者之疲勞度或注意力集中度，亦可判別駕駛者是否打瞌睡。
微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，且對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含車輛之避免碰撞或緩和衝擊、基於車距之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道偏離警告等的ADAS(Advanced Driver Assistance Systems，先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
又，微電腦12051藉由基於以車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛之周圍之資訊來控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而可進行以不受限於駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
又，微電腦12051可基於以車外資訊檢測單元12030獲得之車外之資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行根據以車外資訊檢測單元12030檢測到之前方車輛或對向車輛之位置來控制前照燈，而將遠光切換為近光等以防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052係朝可針對車輛之乘客或車外以視覺性或聽覺性地通知資訊之輸出裝置，發送聲音及圖像中至少一者之輸出信號。於在圖26之例中，例示有音訊揚聲器12061、顯示部12062及儀表板12063來作為輸出裝置。顯示部12062例如可包含車載顯示器及車載顯示器之至少一者。
圖27係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。
於圖27中具有攝像部12101、12102、12103、12104、12105作為攝像部12031。
攝像部12101、12102、12103、12104、12105係例如設置於車輛12100之前保險桿、側視鏡、後保險桿、尾門及車廂內之擋風玻璃之上部等位置。前保險桿所具備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部12105，主要取得車輛12100前方之圖像。側視鏡所具備之攝像部12102、12103，主要取得車輛12100側方之圖像。後保險桿或尾門所具備之攝像部12104，主要取得車輛12100後方之圖像。車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部12105主要用於前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標誌或車道線等之檢測。
此外，於圖27中顯示攝像部12101至12104之攝影範圍之一例。攝像範圍12111顯示設置於前保險桿之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113顯示分別設置於側視鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114顯示設置於後保險桿或尾門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由重疊以攝像部12101至12104拍攝到之圖像資料，可獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。
攝像部12101至12104之至少1者可具有取得距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104之至少1者，可為包含複數個攝像元件之立體攝影機，亦可為具有相位差檢測用之像素之攝像元件。
例如，微電腦12051藉由基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，求得與攝像範圍12111至12114內之各立體物相隔之距離、及該距離之時間性變化(相對於車輛12100之相對速度)，而尤其可將位於車輛12100之行進路上最近之立體物、且為在與車輛12100大致相同之方向以特定速度(例如，0 km/h以上)行駛之立體物，擷取作為前方車。進而，微電腦12051可設定針對前方車於近前預應先確保之車距，進行自動煞車控制(亦包含停止追隨控制)、自動加速控制(亦包含追隨起步控制)等。如此般可進行以不受限於駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分類為機車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他立體物而加以擷取，用於自動躲避障礙物。例如，微電腦12051可將車輛12100之周邊之障礙物識別為車輛12100之駕駛員可視認之障礙物及難以視認之障礙物。且，微電腦12051判斷表示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞風險，當遇到碰撞風險為設定值以上而有可能發生碰撞之狀況時，藉由經由音訊揚聲器12061或顯示部12062對駕駛員輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或迴避操舵，而可進行用於避免碰撞之駕駛支援。
攝像部12101至12104之至少1者可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定在攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在有行人而辨識行人。如此之行人之辨識藉由例如擷取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像之特徵點之程序、及針對表示物體之輪廓之一系列特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之程序而進行。當微電腦12051判定在攝像部12101至12104之攝像圖像中存在有行人，且辨識出行人時，聲音圖像輸出部12052以對該被辨識出之行人重疊顯示用於強調之方形輪廓線之方式控制顯示部12062。又，聲音圖像輸出部12052亦可以將表示行人之圖標等顯示於所期望之位置之方式控制顯示部12062。
以上，對於可適用本揭示之技術之車輛控制系統之一例進行了說明。本揭示之技術可適用於以上所說明之構成中之攝像部12031等。具體而言，圖1之固體攝像元件1可應用於攝像部12031。藉由將本揭示之技術適用於攝像部12031，而可自上述之攝像部12031取得高畫質之圖像。
以上，對於本揭示之實施形態進行了說明，但本揭示之技術範圍不限定於上述實施形態本身，於不脫離本揭示之要旨之範圍內，可進行各種變更。又，可適當組合不同之實施形態及變化例之構成要素。
又，本說明書記載之各實施形態之效果終極而言僅為例示而非限定者，亦可具有其他效果。
此外，本技術亦可採用如以下之構成。 (1) 一種固體攝像元件，其具備： 半導體層，其具有矩陣狀配置之複數個光電轉換部；及 分離區域，其將前述半導體層中相鄰之前述光電轉換部彼此分離；且 前述分離區域具有： 壁狀電極，其配置為壁狀，且被施加負的偏壓電壓；及 低吸收構件，其配置於較前述壁狀電極靠光入射側，且光吸收率小於前述壁狀電極。 (2) 如前述(1)之固體攝像元件，其中前述光電轉換部具有：與前述壁狀電極相鄰之第1區域、及與前述低吸收構件相鄰之第2區域；且 前述第2區域之雜質濃度小於前述第1區域之雜質濃度。 (3) 如前述(1)或(2)之固體攝像元件，其中前述低吸收構件自前述半導體層之光入射側之面配置至800(nm)以上之深度。 (4) 如前述(1)至(3)中任一項之固體攝像元件，其中前述壁狀電極以選自多晶矽、鎢、鋁之1種為主成分而構成。 (5) 如前述(1)至(4)中任一項之固體攝像元件，其中前述低吸收構件以選自氧化矽、氧化鉿、氧化鋁及氧化鈦之1種為主成分而構成。 (6) 如前述(1)至(5)中任一項之固體攝像元件，其進一步具備複數個晶載透鏡，該等複數個晶載透鏡使光入射至對應之前述光電轉換部；且 前述分離區域具有： 第1分離區域，其將經由不同之前述晶載透鏡入射光之複數個前述光電轉換部分離；及 第2分離區域，其將經由相同之前述晶載透鏡入射光之複數個前述光電轉換部分離；並且 位於前述第2分離區域之前述低吸收構件配置至較位於前述第1分離區域之前述低吸收構件為深之位置。 (7) 一種固體攝像元件之製造方法，其包含下述步序： 於半導體基板之與光入射側為相反側之面形成溝渠； 自前述溝渠之底部至給定之深度以低吸收構件進行填埋； 於前述溝渠之自前述給定之深度至開口部之側面形成絕緣膜； 將前述溝渠之其餘之部位以導電性之壁狀電極進行填埋；及 於前述半導體基板之光入射側之面形成配線層；且 形成於前述配線層之配線連接於前述壁狀電極； 前述低吸收構件之光吸收率小於前述壁狀電極。 (8) 如前述(7)之固體攝像元件之製造方法，其進一步包含以下步序：使自與前述溝渠之底部對應之深度至前述給定之深度之區域之雜質濃度小於自前述給定之深度至前述半導體基板之與光入射側為相反側之面之區域。 (9) 一種電子機器，其具備： 固體攝像元件； 光學系統，其擷取入來自被攝體之入射光並成像於前述固體攝像元件之攝像面上；及 信號處理電路，其對來自前述固體攝像元件之輸出信號進行處理；且 前述固體攝像元件具有： 半導體層，其具有矩陣狀配置之複數個光電轉換部；及 分離區域，其將前述半導體層中相鄰之前述光電轉換部彼此分離；並且 前述分離區域具有： 壁狀電極，其配置為壁狀，且被施加負的偏壓電壓；及 低吸收構件，其配置於較前述壁狀電極靠光入射側，且光吸收率小於前述壁狀電極。 (10) 如前述(9)之電子機器，其中前述光電轉換部具有：與前述壁狀電極相鄰之第1區域、及與前述低吸收構件相鄰之第2區域；且 前述第2區域之雜質濃度小於前述第1區域之雜質濃度。 (11) 如前述(9)或(10)之電子機器，其中前述低吸收構件自前述半導體層之光入射側之面配置至800(nm)以上之深度。 (12) 如前述(9)至(11)中任一項之電子機器，其中前述壁狀電極以選自多晶矽、鎢、鋁之1種為主成分而構成。 (13) 如前述(9)至(12)中任一項之電子機器，其中前述低吸收構件以選自氧化矽、氧化鉿、氧化鋁及氧化鈦之1種為主成分而構成。 (14) 如前述(9)至(13)中任一項之電子機器，其進一步具備複數個晶載透鏡，該等複數個晶載透鏡使光入射至對應之前述光電轉換部；且 前述分離區域具有： 第1分離區域，其將經由不同之前述晶載透鏡入射光之複數個前述光電轉換部分離；及 第2分離區域，其將經由相同之前述晶載透鏡入射光之複數個前述光電轉換部分離；並且 位於前述第2分離區域之前述低吸收構件配置至較位於前述第1分離區域之前述低吸收構件為深之位置。
1,1002:固體攝像元件 10:像素陣列部 11:受光像素 12:系統控制部 13:垂直驅動部 14:行讀出電路部 15:行信號處理部 16:水平驅動部 17:信號處理部 20:半導體層 20a:光入射面 20b:相反面 21:第1區域 22:第2區域 22a:第1部位 22b:第2部位 23:分離區域 23a:第1分離區域 23b:第2分離區域 23c:雜質區域 24:壁狀電極 25:絕緣膜 26,26A:低吸收構件 27,27A:固定電荷膜 28:阻擋膜 30:配線層 31:層間絕緣膜 32,32a:配線 33:像素電晶體 40:光學層 41:平坦化膜 42:彩色濾光器 43:遮光壁 44:OCL 120:半導體基板 1000:電子機器 1001:透鏡群 1003:DSP電路 1004:訊框記憶體 1005:顯示部 1006:記錄部 1007:操作部 1008:電源部 1009:匯流排線 12000:車輛控制系統 12001:通訊網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車體系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:整合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:音訊揚聲器 12062:顯示部 12063:儀表板 12100:車輛 12101,12102,12103,12104,12105:攝像部 12111,12112,12113,12114:攝像範圍 A-A,B-B:線 D,D1,D2,X:深度 L:光 LD:像素驅動線 LV:垂直像素配線 PD,PD1,PD2:光電二極體(光電轉換部之一例) T1,T2:溝渠 T1a,T2a:側面 T2b:底面
圖1係顯示本揭示之實施形態之固體攝像元件之概略構成例之系統構成圖。 圖2係示意性顯示本揭示之實施形態之像素陣列部之構造之剖視圖。 圖3係用於說明本揭示之實施形態之像素陣列部之製造步序之圖。 圖4係用於說明本揭示之實施形態之像素陣列部之製造步序之圖。 圖5係用於說明本揭示之實施形態之像素陣列部之製造步序之圖。 圖6係用於說明本揭示之實施形態之像素陣列部之製造步序之圖。 圖7係用於說明本揭示之實施形態之像素陣列部之製造步序之圖。 圖8係用於說明本揭示之實施形態之像素陣列部之製造步序之圖。 圖9係示意性顯示本揭示之實施形態之變化例1之像素陣列部之構造之剖視圖。 圖10係顯示本揭示之實施形態之變化例1之低吸收構件所配置之深度與受光像素之飽和電荷量之關係之圖。 圖11係用於說明本揭示之實施形態之變化例1之像素陣列部之製造步序之圖。 圖12係用於說明本揭示之實施形態之變化例1之像素陣列部之製造步序之圖。 圖13係用於說明本揭示之實施形態之變化例1之像素陣列部之製造步序之圖。 圖14係用於說明本揭示之實施形態之變化例1之像素陣列部之製造步序之圖。 圖15係用於說明本揭示之實施形態之變化例1之像素陣列部之製造步序之圖。 圖16係用於說明本揭示之實施形態之變化例1之像素陣列部之製造步序之圖。 圖17係用於說明本揭示之實施形態之變化例1之像素陣列部之製造步序之圖。 圖18係示意性顯示本揭示之實施形態之變化例2之像素陣列部之構造之剖視圖。 圖19係示意性顯示本揭示之實施形態之變化例3之像素陣列部之構造之剖視圖。 圖20係示意性顯示本揭示之實施形態之變化例4之像素陣列部之構造之剖視圖。 圖21係顯示本揭示之實施形態之變化例5之像素陣列部之平面構成之圖。 圖22係顯示本揭示之實施形態之變化例6之像素陣列部之平面構成之圖。 圖23係圖22所示之A-A線之箭頭方向剖視圖。 圖24係圖22所示之B-B線之箭頭方向剖視圖。 圖25係顯示作為應用本揭示之技術之電子機器之攝像裝置之構成例之方塊圖。 圖26係顯示車輛控制系統之概略性構成之一例之方塊圖。 圖27係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。
10:像素陣列部
11:受光像素
20:半導體層
20a:光入射面
20b:相反面
21:第1區域
22:第2區域
23:分離區域
24:壁狀電極
25:絕緣膜
26:低吸收構件
30:配線層
31:層間絕緣膜
32,32a:配線
33:像素電晶體
40:光學層
41:平坦化膜
42:彩色濾光器
43:遮光壁
44:OCL
D,X:深度
L:光
PD:光電二極體(光電轉換部之一例)

Claims (9)

  1. 一種固體攝像元件，其具備： 半導體層，其具有矩陣狀配置之複數個光電轉換部；及 分離區域，其將前述半導體層中相鄰之前述光電轉換部彼此分離；且 前述分離區域具有： 壁狀電極，其配置為壁狀，且被施加負的偏壓電壓；及 低吸收構件，其配置於較前述壁狀電極靠光入射側，且光吸收率小於前述壁狀電極。
  2. 如請求項1之固體攝像元件，其中前述光電轉換部具有：與前述壁狀電極相鄰之第1區域、及與前述低吸收構件相鄰之第2區域；且 前述第2區域之雜質濃度小於前述第1區域之雜質濃度。
  3. 如請求項1之固體攝像元件，其中前述低吸收構件自前述半導體層之光入射側之面配置至800(nm)以上之深度。
  4. 如請求項1之固體攝像元件，其中前述壁狀電極以選自多晶矽、鎢、鋁之1種為主成分而構成。
  5. 如請求項1之固體攝像元件，其中前述低吸收構件以選自氧化矽、氧化鉿、氧化鋁及氧化鈦之1種為主成分而構成。
  6. 如請求項1之固體攝像元件，其進一步具備複數個晶載透鏡，該等複數個晶載透鏡使光入射至對應之前述光電轉換部；且 前述分離區域具有： 第1分離區域，其將經由不同之前述晶載透鏡入射光之複數個前述光電轉換部分離；及 第2分離區域，其將經由相同之前述晶載透鏡入射光之複數個前述光電轉換部分離；並且 位於前述第2分離區域之前述低吸收構件配置至較位於前述第1分離區域之前述低吸收構件更深之位置。
  7. 一種固體攝像元件之製造方法，其包含下述步序： 於半導體基板之與光入射側為相反側之面形成溝渠； 自前述溝渠之底部至給定之深度以低吸收構件進行填埋； 於前述溝渠之自前述給定之深度至開口部之側面形成絕緣膜； 將前述溝渠之其餘之部位以導電性之壁狀電極進行填埋；及 於前述半導體基板之光入射側之面形成配線層；且 形成於前述配線層之配線連接於前述壁狀電極； 前述低吸收構件之光吸收率小於前述壁狀電極。
  8. 如請求項7之固體攝像元件之製造方法，其進一步包含以下步序：使自與前述溝渠之底部對應之深度至前述給定之深度之區域之雜質濃度小於自前述給定之深度至前述半導體基板之與光入射側為相反側之面之區域。
  9. 一種電子機器，其具備： 固體攝像元件； 光學系統，其擷取入來自被攝體之入射光並成像於前述固體攝像元件之攝像面上；及 信號處理電路，其對來自前述固體攝像元件之輸出信號進行處理；且 前述固體攝像元件具有： 半導體層，其具有矩陣狀配置之複數個光電轉換部；及 分離區域，其將前述半導體層中相鄰之前述光電轉換部彼此分離；並且 前述分離區域具有： 壁狀電極，其配置為壁狀，且被施加負的偏壓電壓；及 低吸收構件，其配置於較前述壁狀電極靠光入射側，且光吸收率小於前述壁狀電極。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4621719B2 (ja) 2007-09-27 2011-01-26 富士フイルム株式会社 裏面照射型撮像素子
KR102546550B1 (ko) * 2016-06-24 2023-06-23 에스케이하이닉스 주식회사 딥 트렌치들 내의 전달 게이트들을 갖는 이미지 센서
KR102549400B1 (ko) * 2018-03-21 2023-06-30 에스케이하이닉스 주식회사 Pd 바이어스 패턴들을 갖는 이미지 센서
JPWO2019220945A1 (ja) * 2018-05-18 2021-06-17 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子、電子機器
DE112020003133T5 (de) * 2019-06-26 2022-03-10 Sony Semiconductor Solutions Corporation Bildgebungsvorrichtung

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