TW202310383A

TW202310383A - 光檢測裝置及電子機器

Info

Publication number: TW202310383A
Application number: TW111126013A
Authority: TW
Inventors: 土井浩平
Original assignee: 日商索尼半導體解決方案公司
Priority date: 2021-08-17
Filing date: 2022-07-12
Publication date: 2023-03-01
Also published as: JP2023027541A; WO2023021758A1

Abstract

本發明之課題在於提供一種可抑制一般像素之光學混色，且提高相位差像素之感度比之光檢測裝置。本發明之光檢測裝置採用具有個別型微透鏡及共有型微透鏡之構成，該個別型微透鏡按各一般像素所具有之光電轉換部之每一者形成，該共有型微透鏡按包含相鄰之複數個相位差像素各者所具有之光電轉換部之光電轉換部群之每一者形成。又，採用具有第1像素分離部及第2像素分離部之構成，該第1像素分離部配置於光電轉換部群內之光電轉換部中之至少一部分光電轉換部之間，該第2像素分離部配置於未配置第1像素分離部之光電轉換部之間。而且，採用第1像素分離部之受光面側之端部位於較基板之受光面更靠相反面側，第2像素分離部之受光面側之端部位於較第1像素分離部之受光面側之端部更靠受光面側的構成。

Description

光檢測裝置及電子機器

本揭示係關於一種光檢測裝置及電子機器。

先前，業界曾提案具有一般像素、及相位差像素，且於相位差像素中對於複數個相位差像素形成1個共有之微透鏡的光檢測裝置(例如，參照專利文獻1)。於專利文獻1記載之光檢測裝置中，基於自相位差像素之光電轉換部輸出之像素信號算出相位差資訊，並進行對焦之控制。又，專利文獻1之光檢測裝置藉由具備配置於基板之光電轉換部之間且具有溝渠部之像素分離部，而於一般像素中進行光學混色之抑制。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]國際公開第2016/098640號

[發明所欲解決之問題]

然而，於專利文獻1所記載之光檢測裝置中，由於在相位差像素中，像素分離部位於微透鏡之集光點附近，故例如，於入射光到達像素分離部之微透鏡側之面時，於像素分離部處散射，相位差像素之感度比(左右像素之感度差資訊)有可能降低。又，例如，於光自斜向方向入射，且入射光到達像素分離部之側面時，光由像素分離部反射，向與入射光前進之方向不同之方向之光電轉換部導波，相位差像素之感度比有可能降低。

本揭示之目的在於提供一種可抑制一般像素之光學混色，且提高相位差像素之感度比之光檢測裝置及電子機器。 [解決問題之技術手段]

本揭示之光檢測裝置具備：(a)基板；(b)複數個像素，其等二維狀配置於基板，且具有光電轉換部；(c)微透鏡層，其配置於基板之受光面側，具有複數個將入射光集光於光電轉換部之微透鏡；及(d)像素分離部，其配置於基板之光電轉換部之間，且具有溝渠部；且(e)複數個像素包含一般像素、及相位差像素；(f)複數個微透鏡包含：個別型微透鏡，其就各一般像素具有之光電轉換部之每一者形成；及共有型微透鏡，其就包含相鄰之複數個相位差像素各者具有之光電轉換部之光電轉換部群之每一者形成；(f)像素分離部包含：第1像素分離部，其配置於光電轉換部群內之光電轉換部中之至少一部分光電轉換部之間；及第2像素分離部，其配置於未配置第1像素分離部之光電轉換部之間；第1像素分離部之受光面側之端部位於較基板之受光面更靠該受光面之相反面側，且第2像素分離部之受光面側之端部位於較第1像素分離部之受光面側之端部更靠受光面側。

本揭示之電子機器具備光檢測裝置，該光檢測裝置具備：(a)基板；(b)複數個像素，其等二維狀配置於基板，且具有光電轉換部；(c)微透鏡層，其配置於基板之受光面側，且具有複數個將入射光集光於光電轉換部之微透鏡；及(d)像素分離部，其配置於基板之光電轉換部之間，且具有溝渠部；且(e)複數個像素包含：一般像素，其對於光電轉換部，形成個別之微透鏡；及相位差像素，其對於光電轉換部，形成以包含相鄰之複數個光電轉換部之光電轉換部群共有之共有型微透鏡；(f)像素分離部包含：第1像素分離部，其配置於光電轉換部群內之光電轉換部中之至少一部分光電轉換部之間；及第2像素分離部，其配置於未配置第1像素分離部之光電轉換部之間；第1像素分離部之受光面側之端部位於較基板之受光面更靠該受光面之相反面側，且第2像素分離部之受光面側之端部位於較第1像素分離部之受光面側之端部更靠受光面側。

以下，一面參照圖1～圖46，一面說明本揭示之實施形態之光檢測裝置及電子機器之一例。本發明之實施形態按照以下之順序進行說明。此外，本揭示並非係限定於以下之例者。又，本說明書所記載之效果為例示而並非被限定者，亦可具有其他效果。

1.第1實施形態：固體攝像裝置 1-1固體攝像裝置整體之構成 1-2像素之電路構成 1-3主要部分之構成 1-4固體攝像裝置之製造方法 1-5變化例 2.第2實施形態：對於電子機器之應用例

〈1.第1實施形態：固體攝像裝置〉 [1-1固體攝像裝置整體之構成] 針對本揭示之第1實施形態之固體攝像裝置1(廣義上為「光檢測裝置」)進行說明。圖1係顯示第1實施形態之固體攝像裝置1之整體之概略構成圖。圖1之固體攝像裝置1係背面照射型CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補式金屬氧化物半導體)影像感測器。如圖46所示，固體攝像裝置1(1002)經由透鏡群1001擷取入來自被攝體之像光(入射光)，將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。如圖1所示，固體攝像裝置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上具有呈二維陣列狀規則地排列之複數個像素9。像素9具有圖2、圖3A及圖3C所示之光電轉換部13、及複數個像素電晶體。例如，可採用傳送電晶體14、重置電晶體15、放大電晶體16、選擇電晶體17之4個電晶體，作為複數個像素電晶體。又，例如，可採用選擇電晶體17除外之傳送電晶體14、重置電晶體15、放大電晶體16。像素電晶體例如可為VirticalGate、FinGate、平面Gate等構造。又，像素9如圖3A所示般具有相位差像素9a、及一般像素9b。相位差像素9a係產生算出用於控制成像面相位差AF(Auto Focus，自動對焦)功能之相位差資訊所使用之像素信號的像素。於相位差像素9a中，就相鄰之複數個相位差像素9a之每一者形成有微透鏡40。換言之，可為於相位差像素9a，設置有就包含相鄰之複數個相位差像素9a各者具有之光電轉換部13之光電轉換部群90之每一者形成之共有型微透鏡40(亦記述為「40a」)。於圖3A中例示光電轉換部群90由2×1之相鄰之2個光電轉換部13構成之情形。一般像素9b係產生圖像之像素信號之像素。於一般像素9b中，就一般像素9b之每一者形成有微透鏡40。換言之，可謂於一般像素9b設置有就各一般像素9b具有之光電轉換部13之每一者形成之個別之微透鏡40(亦記述為「40b」)。

垂直驅動電路4例如由移位暫存器構成，選擇所期望之像素驅動配線10，對所選擇之像素驅動配線10供給用於驅動像素9之脈衝，以列單位驅動各像素9。亦即，垂直驅動電路4對像素區域3之各像素9以列單位依次在垂直方向選擇掃描，將基於在各像素9之光電轉換部13中相應於受光量產生之信號電荷的像素信號經由垂直信號線11供給至行信號處理電路5。

行信號處理電路5例如就像素9之每一行配置，對自1列份額之像素9輸出之信號就每一像素行進行雜訊去除等之信號處理。例如，行信號處理電路5進行用於去除像素固有之固定圖案雜訊之CDS(Correlated Double Sampling，相關雙取樣)及AD(Analog Digital，類比數位)轉換等信號處理。水平驅動電路6係由例如移位暫存器構成，將水平掃描脈衝依次輸出至行信號處理電路5，依序選擇行信號處理電路5各者，自行信號處理電路5各者向水平信號線12輸出已進行信號處理之像素信號。

輸出電路7對自行信號處理電路5各者經由水平信號線12依次供給之像素信號進行信號處理並輸出。作為信號處理，例如，可利用緩衝、黑階調整、行偏差修正、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、行信號處理電路部5及水平驅動電路部6等之動作之基準之時脈信號及控制信號。而且，控制電路8對垂直驅動電路4、行信號處理電路部5、及水平驅動電路6等輸出產生之時脈信號及控制信號。

[1-2像素之電路構成] 其次，針對圖1所示之像素9之電路構成進行說明。圖2係顯示像素9之電路構成之圖。如圖2所示，像素9具有：光電轉換部13、及4個像素電晶體(傳送電晶體14、重置電晶體15、放大電晶體16、選擇電晶體17)。此外，於圖2中，例示以複數個像素9(光電轉換部13)共有像素電晶體之情形。例如，可採用N通道之MOS電晶體作為傳送電晶體14、重置電晶體15、放大電晶體16及選擇電晶體17。又，於像素9，例如，對同一列之各像素9共通地設置有傳送線18、重置線19及選擇線20之3條驅動配線，作為像素驅動配線10。傳送線18、重置線19及選擇線20各者之一端以行單位連接於與垂直驅動電路4之各列對應之輸出端。光電轉換部13之陽極電極連接於大地，陰極電極經由傳送電晶體14連接於放大電晶體16之閘極電極。而且，光電轉換部13產生與入射光之光量相應之信號電荷。將與放大電晶體16之閘極電極相連之節點稱為FD部(浮動擴散部)21。

傳送電晶體14連接於光電轉換部13之陰極電極與FD部21之間。對傳送電晶體14之閘極電極，經由傳送線18賦予高位準(例如Vdd)且有效(以下亦稱為「高有效」)之傳送脈衝ϕTRF。藉由賦予傳送脈衝ϕTRF，而傳送電晶體14成為導通狀態，將由光電轉換部13產生之信號電荷傳送至FD部21。重置電晶體15之汲極電極連接於像素電源Vdd，源極電極連接於FD部21。對重置電晶體15之閘極電極，於藉由傳送電晶體14進行之自光電轉換部13向FD部21傳送信號電荷之前，經由重置線19賦予高有效之重置脈衝ϕRST。藉由賦予重置脈衝ϕRST，而重置電晶體15成為導通狀態，將蓄積於FD部21之電荷捨棄至像素電源Vdd，而重置FD部21。

放大電晶體16之閘極電極連接於FD部21，汲極電極連接於像素電源Vdd。而且，放大電晶體16輸出重置電晶體15重置後之FD部21之電位作為重置信號(重置位準)Vreset。又，放大電晶體16輸出傳送電晶體14傳送信號電荷後之FD部21之電位作為光蓄積信號(信號位準)Vsig。選擇電晶體17之汲極電極連接於放大電晶體16之源極電極，源極電極連接於垂直信號線11。對選擇電晶體17之閘極電極經由選擇線20賦予高有效之選擇脈衝ϕSEL。藉由賦予選擇脈衝ϕSEL，而選擇電晶體17成為導通狀態，將像素9設為選擇狀態，將放大電晶體16輸出之信號中繼至垂直信號線11。

[1-3主要部分之構成] 其次，針對圖1之固體攝像裝置1之詳細構造進行說明。圖3A係顯示沿著圖1之A-A線剖視時之固體攝像裝置1之剖面構成之圖。圖3B係自微透鏡層29側觀察圖3A時之固體攝像裝置1之平面構成之圖。又，圖3C係顯示沿著圖3A之B-B線剖視時之固體攝像裝置1之剖面構成之圖。如圖3A所示，固體攝像裝置1具備：影像感測器基板22；及邏輯電路基板23，其與影像感測器基板22接合，且具有圖1所示之垂直驅動電路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。影像感測器基板22配置有由基板2、釘紮膜24、絕緣膜25及遮光膜26依序積層而成之受光層27。又，於受光層27之遮光膜26側之面(以下亦稱為「背面S1」)配置有集光層30，該集光層30依序積層有彩色濾光器層28及微透鏡層29。進而，於受光層27之基板2側之面(以下亦稱為「正面S2」)配置有配線層31。

基板2例如由含有矽(Si)之半導體基板構成，且形成像素區域3。於像素區域3二維陣列狀配置有複數個像素9，該等像素9具有：光電轉換部13、及傳送電晶體14、重置電晶體15、放大電晶體16及選擇電晶體17之4個像素電晶體。光電轉換部13包含形成於基板2之正面S2側之p型半導體區域、及形成於背面S3側(受光面側)之n型半導體區域而構成，藉由pn接面來構成光電二極體。藉此，光電轉換部13分別產生與往向光電轉換部13之入射光之光量相應之信號電荷，並將產生之信號電荷蓄積於n型半導體區域(電荷蓄積區域)。又，傳送電晶體14具有FD部21、及傳送閘極電極32。FD部21在與基板2之背面S3垂直之剖面之側視下形成於基板2內之第2像素分離部34b之溝渠部36之底面與配線層31之間(參照圖3A)，且在與背面S3平行之剖面之俯視下形成於像素分離部34交叉之位置(參照圖8B)。又，傳送閘極電極32於側視下形成於配線層31內之配線與光電轉換部13(基板2)之間(參照圖3A)，且於俯視下形成於與光電轉換部13重疊之位置(參照圖8B)。又，同樣，於側視下形成於基板2內之第1像素分離部34a之溝渠部36之底面與配線層31之間(參照圖3A)，且於俯視下在像素分離部34交叉之位置處(參照圖8B)，形成與埋入第1像素分離部34a之溝渠部36之內部之填充材37電性連接之接地電極33。

又，於相鄰之光電轉換部13之間形成有像素分離部34。像素分離部34於自微透鏡層29側觀察時，以包圍光電轉換部13各者之周圍之方式格子狀形成。於像素分離部34包含：第1像素分離部34a，其配置於光電轉換部群90內之光電轉換部13中之至少一部分光電轉換部13之間；及第2像素分離部34b，其配置於未配置第1像素分離部34a之光電轉換部13之間。於圖3A及圖3C中，例示下述情形，即：第1像素分離部34a分別配置於光電轉換部群90內之光電轉換部13中之相鄰之光電轉換部13之間，又，第2像素分離部34b配置於相鄰之一般像素9b具有之光電轉換部13之間、以及一般像素9b具有之光電轉換部13和與該光電轉換部13相鄰之光電轉換部群90內之光電轉換部13之間。又，如圖3A所示，第1像素分離部34a之背面S3側之端部35a位於較基板2之背面S3更靠正面S2側(受光面之相反面側)。又，第2像素分離部34b之背面S3側之端部35b位於較第1像素分離部34a之背面S3側之端部35a更靠基板2之背面S3側。於圖3A中，例示第2像素分離部34b之端部35b與基板2之背面S3位於同一面內之情形。

第1像素分離部34a及第2像素分離部34b具有溝渠部36。溝渠部36以內側面形成像素分離部34之外形之方式格子狀形成。第1像素分離部34a之溝渠部36(以下亦稱為「第1溝渠部36a」)係由與基板2之背面S3垂直之剖面之槽寬W為一定之槽部構成。第1溝渠部36a於基板2之正面S2(受光面之相反面)具有開口部，於背面S3側具有底面，且在與基板2之背面S3垂直之方向伸長。

又，第2像素分離部34b之溝渠部36(以下亦稱為「第2溝渠部36b」)係由與基板2之背面S3垂直之剖面中之槽寬W ₁、W ₂不同之2段槽部(以下亦稱為「第1槽部36c」「第2槽部36d」)構成。第1槽部36c係於基板2之背面S3具有開口部、且在與基板2之背面S3垂直之方向伸長之槽部。又，第2槽部36d係於第1槽部36c之底面與基板2之正面S2具有開口部、且在與基板2之背面S3垂直之方向伸長之槽部。藉此，第2溝渠部36b於基板2之背面S3及正面S2具有開口部，且在與基板2之背面S3垂直之方向伸長並且貫通基板2。於圖3A中，例示使第1槽部36c之寬度W ₁寬於第2槽部36d之寬度W ₂之情形。藉由W ₁＞W ₂，與設為W ₁＜W ₂之情形相比，可擴大光電轉換部13之體積。又，第2槽部36d之寬度W ₂與第1溝渠部36a之寬度W相同。又，與基板2之背面S3垂直之剖面中之第2槽部36d之深度D ₂，與第1溝渠部36a之深度D相同。亦即，第2槽部36d之橫剖面形狀、與第1溝渠部36a之橫剖面形狀形成為同一矩形狀。又，第2槽部36d之深度D ₁較第2槽部36d之深度D ₂為淺。

又，於第1溝渠部36a之內部埋入填充材37。例如，可採用可利用濕式蝕刻技術去除之材料，作為填充材37。例如可舉出多晶矽(poly-Si)、矽氧化物(SiO ₂)、矽氮化物(Si ₃N ₄)。此外，可於塊材矽(第1溝渠部36a之內側面)與多晶矽(填充材37)之間形成氧化膜54。例如，於採用多晶矽作為填充材37之情形下，可藉由氧化膜54而確保與塊材矽(第1溝渠部36a之內側面)之選擇比。氧化膜54亦可如圖3D所示般省略。又，於第2溝渠部36b(第1槽部36c、第2槽部36d)之內側面被覆釘紮膜24。藉此，可抑制第2像素分離部34b之側面之界面能階。又，於第2溝渠部36b之內部埋入絕緣膜25。藉此，入射至與第2溝渠部36b相鄰之像素9之光可在第2溝渠部36b與基板2之界面反射，可抑制一般像素9b中之光學混色。進而，於第2溝渠部36b之內部、且為基板2之正面S2側之部分，以第2像素分離部34b之形成步序形成有作為蝕刻阻擋層發揮功能之阻擋膜55。例如，於填充材37為多晶矽之情形下，可採用矽氧化物(SiO ₂)、矽氮化物(SiN)，作為阻擋膜55之材料。

又，於光電轉換部13與像素分離部34(34a、34b)之間，以包圍光電轉換部13之方式，具有與光電轉換部13之電荷蓄積區域(n型半導體區域)為逆導電型(p型)之半導體區域38。例如，可採用硼(B)，作為構成逆導電型(p型)半導體區域38之p型雜質。藉此，於光電轉換部13與像素分離部34(34a、34b)之界面中，可強化釘紮(設為高電洞濃度狀態)，可抑制產生暗電流。

釘紮膜24連續被覆基板2之背面S3側整體、與第2溝渠部36b(第1槽部36c、第2槽部36d)之內側面。例如，可採用藉由堆積於基板2上而可產生固定電荷從而強化釘紮之具有負的電荷之高折射率材料膜或高介電膜，作為釘紮膜24之材料。例如，舉出含有鉿(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。絕緣膜25被埋入第2溝渠部36b內，且連續被覆釘紮膜24之背面S4側整體。例如，可採用具有與基板2(Si)不同之折射率之氧化膜，作為絕緣膜25之材料。例如，舉出矽氧化物(SiO ₂)、矽氮化物(Si ₃N ₄)、矽氮氧化物(SiON)，作為氧化膜。遮光膜26以將光電轉換部13各者之受光面開口之方式格子狀形成於絕緣膜25之背面S5側之一部分。亦即，遮光膜26於自微透鏡層29側觀察時，形成於與格子狀形成之像素分離部34重疊之位置。惟，於像素分離部34中之與第1像素分離部34a重疊之位置處，省略遮光膜26之形成。例如，可採用者可遮擋光之材料，作為遮光膜26之材料。例如，舉出含有鋁(Al)、鎢(W)、銅(Cu)及鈦(Ti)之至少1種元素之金屬、合金、氧化物或氮化物。

彩色濾光器層28形成於絕緣膜25之背面S5側，且具有複數個與光電轉換部13及光電轉換部群90對應地配置之彩色濾光器39。亦即，於一般像素9b中，對於1個光電轉換部13形成有1個彩色濾光器39。又，於相位差像素9a中，對於1個光電轉換部群90形成有1個彩色濾光器39。複數個彩色濾光器39包含使微透鏡40集光後之光中所含之特定波長之光透過之複數種彩色濾光器。例如，舉出使紅色光透過之R濾光器、使綠色光透過之G濾光器、及使藍色光透過之B濾光器。藉此，複數個彩色濾光器39分別供特定波長之光透過，並使透過之光入射至對應之光電轉換部13及光電轉換部群90。例如，可採用Quad-Bayer(四拜耳)排列之供藍色光透過之4個彩色濾光器中與供綠色光透過之彩色濾光器及供紅色光透過之彩色濾光器相鄰之彩色濾光器置換為供綠色光透過之彩色濾光器的排列，作為彩色濾光器39之排列圖案。於圖3B中例示將經置換之供綠色光透過之2像素份額之彩色濾光器設為相位差像素9a之彩色濾光器39之情形。

又，例如，舉出包含由低折射層與高折射率層交替積層而成之多層膜之濾光器、包含較彩色濾光器39透過之光之波長為小之複數個奈米構造體之濾光器、包含含有分散有著色劑之樹脂材料之著色樹脂膜之濾光器之單體或其等之組合，作為彩色濾光器39。例如，舉出利用多層膜干涉之構造色濾光器(換言之，光子液晶型濾光器、包含介電多層膜之濾光器)，作為包含多層膜之濾光器。又，例如，舉出利用導模共振或表面電漿子共振之構造色濾光器(換言之，超材料型濾光器)，作為包含複數個奈米構造體之濾光器。又，例如，舉出包含色阻之濾光器，作為包含著色樹脂膜之濾光器。

微透鏡層29形成於彩色濾光器層28之背面S6側，且具有複數個與光電轉換部13及光電轉換部群90對應地配置之微透鏡40。亦即，於一般像素9b中，對於1個光電轉換部13形成有1個微透鏡40(個別型微透鏡40b)。又，於相位差像素9a中，對於1個光電轉換部群90形成有1個微透鏡40(共有型微透鏡40a)。換言之，於微透鏡40包含：個別型微透鏡40b，其就各一般像素9b具有之光電轉換部13之每一者形成；及共有型微透鏡40a，其就包含相鄰之複數個相位差像素9a各者具有之光電轉換部13之光電轉換部群90之每一者形成。藉此，複數個微透鏡40分別將來自被攝體之像光(入射光)集光，並使集光後之入射光經由對應之彩色濾光器39高效率地入射至對應之光電轉換部13內或光電轉換部群90內。配線層31形成於基板2之正面S2側，包含層間絕緣膜41、及介隔著層間絕緣膜41積層為複數層之配線(未圖示)而構成。而且，配線層31經由複數層配線驅動構成各像素9之像素電晶體。

於具有以上之構成之固體攝像裝置1中，自基板2之背面S3側照射光，所照射之光透過微透鏡40及彩色濾光器39，透過之光由光電轉換部13予以光電轉換而產生信號電荷。而後，產生之信號電荷經由形成於基板2之正面S2側之像素電晶體，藉由以配線層31之配線形成之圖1之垂直信號線11作為像素信號而輸出。又，基於自相位差像素9a之光電轉換部13輸出之像素信號，算出相位差資訊，並進行對焦之控制。

此處，例如，如圖4所示，於使用具有自基板2之背面S3側(受光面側)貫通至正面S2側(相反側之面側)之溝渠部36之分離構造(像素分離部34)，作為第1像素分離部34a及第2像素分離部34b之情形下，於相位差像素9a中，在入射光到達像素分離部34之微透鏡40側之面時，於像素分離部34處散射，相位差像素9a之感度比(左右像素之感度差資訊)有可能降低。又，例如，於相位差像素9a中，在光自斜向方向入射，且入射光到達像素分離部34之側面時，光由像素分離部34反射，向與入射光前進之方向不同之方向之光電轉換部13導波，相位差像素9a之感度比有可能降低。又，例如，如圖5所示般，於省略相位差像素9a之間之溝渠部36，使用藉由在相位差像素9a之間摻雜雜質，而將相位差像素9a之間分離之分離構造之情形下，因於一般像素9b與相位差像素9a中分離構造不同，而必須於一般像素9b與相位差像素9a中分別進行光電轉換部13之電位設計且分別形成。因此，就設計面及製造面而言，有可能難以實現。

針對於此，於第1實施形態中，如圖3A所示般，採用下述構成，即：像素分離部34具有：第1像素分離部34a，其配置於光電轉換部群90內之光電轉換部13中之至少一部分光電轉換部13之間(圖3A中為所有光電轉換部13之間)；及第2像素分離部34b，其配置於未配置第1像素分離部34a之光電轉換部13之間。而且，採用第1像素分離部34a之背面S3側(受光面側)之端部35a位於較背面S3(受光面)更靠正面S2側(受光面之相反面側)，且第2像素分離部34b之背面S3側(受光面側)之端部35b位於較第1像素分離部34a之背面S3側之端部35a更靠背面S3側的構成。

如此，由於在一般像素9b之周圍，直至基板2之背面S3側(受光面側)形成有溝渠部36(第2溝渠部36b)，故可將入射至與第2溝渠部36b相鄰之像素9之光於第2溝渠部36b與基板2之界面處反射，可抑制一般像素9b中之光學混色。又，由於在相位差像素9a之周圍，在基板2之背面S3側(受光面側)未形成溝渠部36(第1溝渠部36a)，故可抑制入射至相位差像素9a之光由相位差像素9a之間之第1溝渠部36a散射或導波，可提高相位差像素9a之感度比。因此，可抑制一般像素9b之光學混色，且提高相位差像素9a之感度比。又，由於使用具有溝渠部36之像素分離部34(34a)，作為一般像素9之間之分離構造，故可維持Qs或陰影等基本特性。又，由於就設計面而言，一般像素9b與相位差像素9a之構造相同，故無須要有個別設計，可以與先前相同之設計工時進行設計。又，由於就製造面而言，無須分別製作一般像素9b與相位差像素9a，故對於製造不均是穩健的，此外，且，可於不顯著增加步序數下實現本構造。

[1-4固體攝像裝置之製造方法] 其次，針對固體攝像裝置1之製造方法進行說明。首先，如圖6A及圖6B所示，於在基板2內形成有光電轉換部13之n型半導體區域之後，自基板2之正面S2側形成第2溝渠部36b之第2槽部36d、及第1溝渠部36a。作為n型半導體區域之形成方法，例如，舉出藉由基板2進行之調整、離子注入、側壁擴散、摻雜外延(外延)基板。又，作為第2槽部36d及第1溝渠部36a之形成方法，只要形成由空隙實現之分離，則亦可採用DTI(Deep Trench Isolation，深溝渠隔離)、STI(Shallow Trench Isolation，淺溝渠隔離)等任何方法。例如，舉出使用在形成第2槽部36d及第1溝渠部36a之位置具有開口部之遮罩，來進行各向異性之乾式蝕刻之方法。第2槽部36d之深度及第1溝渠部36a之深度設為於基板2之背面S3之研磨加工時不貫通之程度之深度。

繼而，於第2槽部36d之內壁面、及第1溝渠部36a之內側面各者形成氧化膜54。繼而，於第2槽部36d之內部、及第1溝渠部36a之內部各者埋入填充材37，於基板2之正面S2確保平坦性。藉此，形成具有第1溝渠部36a且於內部埋入有填充材37之第1像素分離部34a。此外，分離構造(第2槽部36d、第1溝渠部36a)之加工步序可於n型半導體區域之形成步序前進行。繼而，於第2槽部36d之內、且為基板2之正面S2側之部分形成阻擋膜55。

繼而，如圖7所示，對於基板2，於相鄰之光電轉換部13之間，為了pn接面及釘紮，形成與光電轉換部13之電荷蓄積區域為逆導電型(p型)之半導體區域38。作為p型半導體區域38之形成方法，例如，可採用藉由基板2進行之調整、離子注入、及側壁擴散之單體或組合。又，例如，可使用摻雜外延基板。繼而，如圖8A及圖8B所示，於基板2之正面S2側形成FD部21、傳送閘極電極32及接地電極33。繼而，如圖9所示，形成具有傳送電晶體及電荷讀出用之配線之配線層31，且將配線層31與邏輯電路基板23接合。繼而，自背面S3側對基板2進行研磨加工，以成為所期望之厚度之方式，將基板2薄壁化。作為配線層31與邏輯電路基板23之接合方法，例如，可採用藉由將Cu墊彼此接合之CuCu接合、TSV(Through-Silicon Via，穿矽導通體)技術形成之貫通端子。

繼而，如圖10A及圖10B所示，藉由微影術技術及乾式蝕刻技術，於基板2之背面S3以硬遮罩材料膜42及BARC膜43形成硬遮罩，如圖11所示般進行第1槽部36c之形成。第1槽部36c之乾式蝕刻在與基板2之背面S3平行之剖面之俯視下，進行至與第2槽部36d重疊之位置處，在與基板2之背面S3垂直之剖面之側視下，進行至連接於第2槽部36d之深度。藉此，形成第2溝渠部36b。繼而，藉由濕式蝕刻技術，自第2槽部36d內去除填充材37及氧化膜54。填充材37及氧化膜54之去除藉由使阻擋膜55作為蝕刻阻擋層發揮功能，而進行至阻擋膜55所位處之深度。繼而，如圖12所示，於基板2之背面S3、第1槽部36c之內側面、及第2槽部36d之內側面依序形成釘紮膜24及絕緣膜25。藉此，形成第2像素分離部34b，該第2像素分離部34b具有第1槽部36c及第2槽部36d，內側面由釘紮膜24被覆，進而，於內部埋入有絕緣膜25(即，具有與基板2(Si)不同之折射率之氧化物。例如，高折射材)。繼而，如圖3A及圖3B所示，於絕緣膜25之背面S5依序形成遮光膜26、彩色濾光器層28及微透鏡層29。藉此，製造第1實施形態之具有相位差像素9a及一般像素9b之固體攝像裝置1。

[1-4變化例] (1) 此外，於第1實施形態中，顯示了於第2溝渠部36b中，使第1槽部36c之寬度W ₁較第2槽部36d之寬度W ₂為寬之例，但亦可採用其他構成。如例如圖13所示，可採用使與基板2之背面S3垂直之剖面之第1槽部36c之寬度W ₁較第2槽部36d之寬度W ₂為窄之構成。

(2) 又，於第1實施形態中，顯示了於第1槽部36c之底面，第2槽部36d具有開口部之例，但亦可採用其他構成。例如，如圖14所示，可採用第1槽部36c與第2槽部36d在與基板2之背面S3垂直之方向分開之構成。此外，第1槽部36c與第2槽部36d之分開距離無特別制約。又，第1槽部36c之內部之埋入材料與第2槽部36d之內部之埋入材料可相同，亦可不同。於圖14中，例示了使用與第1溝渠部36a相同之填充材37作為第2槽部36d之內部之埋入材料之情形。又，於圖14中，在第2槽部36d之內側面與填充材37之間形成有與第1溝渠部36a相同之氧化膜54。藉由採用第1槽部36c與第2槽部36d分開之構成，而較設為將其等連接之構成之情形，第1槽部36c之深度D ₁及第2槽部36d之深度D ₂之精度可較低，可較容易地製造。

(3) 又，於第1實施形態中，顯示了使與基板2之背面S3垂直之方向之第1槽部36c之深度D ₁較第2槽部36d之深度D ₂為淺之例，但亦可採用其他構成。例如，可如圖15所示般，使第1槽部36c之深度D ₁較圖3A所示之第1槽部36c之深度D ₁為深，亦可如圖16所示般，使第1槽部36c之深度D ₁較圖3A所示之第1槽部36c之深度D ₁為淺。此處，於使用綠色像素(設置有使綠色光透過之彩色濾光器39之像素)作為相位差像素9a之情形下，第1槽部36c之深度D ₁較佳為1 μm以上。此處，第1槽部36c之深度D ₁與基板2之背面S3和第1像素分離部34a之背面S3側之端部35a之間之距離相同。因此，由於基板2之背面S3與端部35a之間之距離為1 μm以上，故透過彩色濾光器39之光於到達端部35a之深度之前被吸收，可防止其到達第1像素分離部34a。又，於使用藍色像素(設置有使藍色光透過之彩色濾光器39之像素)等使短波長之光入射之像素之情形下，第1槽部36c之深度D ₁較佳為短於1 μm。又，於使用紅色像素(設置有使藍色光透過之彩色濾光器39之像素)等使長波長之光入射之像素之情形下，第1槽部36c之深度D ₁較佳為較1 μm為長。

(4) 又，針對逆導電型半導體區域38之尺寸及形成方法，亦不限定於圖3A等所示者。例如，如圖17所示，可將逆導電型半導體區域38之背面S3側之端部44之位置設為較基板2之背面S3更靠正面S2側。該情形下，於固體攝像裝置1之製造步序中，當在第2槽部36d及第1溝渠部36a之內側面形成含有p型雜質之膜之後，以熱使膜內之p型雜質擴散，並進行側壁擴散，藉此，形成逆導電型半導體區域38。惟，為了獲得更良好之感度比，而採用在第1像素分離部34a之較端部35a更靠基板2之背面S3側之位置形成逆導電型半導體區域38的構成。更佳為，如圖3A所示，採用將逆導電型半導體區域38形成至與基板2之背面S3相接之位置的構成。又，例如，如圖18所示，於進行對溝渠部36之填充材37施加負偏壓而確保釘紮之負偏壓施加動作之情形下，可省略逆導電型半導體區域38。此外，圖18例示了自圖14所示之變化例之固體攝像裝置1省略逆導電型半導體區域38之情形。又，例如，舉出經由CuCu接合進行饋電之方法、經由基板2之背面S3之遮光膜26(遮光金屬之網格)與TSV進行饋電之方法，作為負偏壓之饋電方法。又，例如，可除了光電轉換部13與像素分離部34之間之逆導電型半導體區域38之外，另於光電轉換部13之基板2之背面S3側亦形成逆導電型半導體區域。

(5)又，於第1實施形態中，顯示了於第2溝渠部36b之內部埋入絕緣膜25之例，但亦可採用其他構成。例如，可如圖19及圖20所示般，應用於在第2溝渠部36b之內部埋入導電材45並進行上述之負偏壓施加動作之構造之像素9。於圖19中，例示以於第2像素分離部34b之側面形成反轉電洞層之方式，對第2溝渠部36b之內部之導電材45施加圖20所示之電壓vinv之情形。又，於圖19中，釘紮膜24僅被覆於基板2之背面S3。例如，可採用多晶矽(poly-Si)、鎢(W)、透明電極，作為導電材45。又，例如，如圖21所示，採用在第2溝渠部36b中，以釘紮膜24被覆第1槽部36c之內側面及底面，於內部埋入絕緣膜25或空隙的構成，亦可採用在第2槽部36d之內部埋入有導電材45之構成。於圖21中，例示了於第1槽部36c之內部埋入有絕緣膜25之情形。又，於圖21中，在第2槽部36d之內側面與導電材45之間形成有與第1溝渠部36a相同之氧化膜54。藉由在第1槽部36c內配置有釘紮膜24及絕緣膜25(或空隙)，而與配置鎢(W)等之情形不同，光不會被吸收，可提高光利用效率。

又，例如，可如圖22A所示般，將第2溝渠部36b之內部作為空隙46。該情形下，於固體攝像裝置1之製造步序中，當如圖11所示般，形成第1槽部36c，且自第2槽部36d內去除填充材37等之後，如圖22A所示，於第1槽部36c之內側面及第2槽部36d之內側面僅形成釘紮膜24。絕緣膜25以於第1槽部36c之內部殘留空隙46，且將第1槽部36c之開口部閉塞之方式，設為與基板2之背面S3平行之平面狀。藉此，可增大第2溝渠部36b內(空氣)與基板2之折射率差。又，例如，可如圖22B所示，採用在第2溝渠部36b之內部埋入有填充材37之構成。該情形下，於固體攝像裝置1之製造步序中，不進行第1槽部36c之形成、及自第2槽部36d內去除填充材37等。

(6) 又，於第1實施形態中，顯示了以槽寬W ₁、W ₂不同之2段槽部(第1槽部36c、第2槽部36d)構成第2溝渠部36b之例，但亦可採用其他構成。例如，可如圖23所示般，將第2溝渠部36b設為槽寬W ₃為一定之槽部。此時，第1溝渠部36a之槽寬W可較第2溝渠部36b之槽寬W ₃為窄。該情形下，於固體攝像裝置1之製造步序中，在第1溝渠部36a及第2溝渠部36b之形成所使用之遮罩中，與第1溝渠部36a對應之開口部之寬度較與第2溝渠部36b對應之開口部之寬度為細。藉此，於進行乾式蝕刻時，藉由微負載效應，而第1溝渠部36a之蝕刻速度較第2溝渠部36b之蝕刻速度為慢，可如圖24A及圖24B所示般同時形成貫通基板2之第2溝渠部36b、及不貫通基板2之第1溝渠部36a。此外，於圖23中例示了於第2溝渠部36b之內部埋入絕緣膜25之情形，但例如，可如圖19所示般採用埋入導電材45之構成，亦可如圖22所示般採用形成空隙46之構成。

(7) 又，於第1實施形態中，顯示了將基板2之背面S3設為平坦面之例，但亦可採用其他構成。例如，可如圖25A及圖25B所示般，於一般像素9b中，在基板2之背面S3側形成複數個倒金字塔狀之凹部47，且設置蛾眼構造之防反射部。又，例如，可如圖26所示般，於一般像素9b中，採用在基板2之背面S3側設置防反射膜48之構成。例如，可採用單層膜、多層膜，作為防反射膜48。藉由凹部47及防反射膜48，可防止入射光之反射，可提高光利用效率。又，根據設置凹部47之構成，可增大入射光之折射量，使其於第2像素分離部34b之間反射，而增大光路長。又，例如，可如圖27A及圖27B所示般，於一般像素9b中，在基板2之背面S3側形成使入射光散射之散射構造49。例如，可採用具有下述部分之構造作為散射構造49，即：槽部，其於基板2之背面S3十字狀具有開口部；釘紮膜24，其被覆於槽部；及絕緣膜25，其被埋入槽部之內部。

(8)又，例如，可如圖28、圖29及圖30所示般，採用在彩色濾光器39之間配置有彩色濾光器分離部50之構成。例如，可採用折射率較彩色濾光器39之材料為低之低折射率材料(例如低折射率樹脂)、金屬及空氣之至少任一種，作為彩色濾光器分離部50。藉此，可防止入射至某一彩色濾光器39之光射出至其他彩色濾光器39。於圖28中，例示在彩色濾光器39之間且在遮光膜26上，配置有由低折射率材料形成之彩色濾光器分離部50之情形。又，於圖29中顯示省略遮光膜26，於遮光膜26在圖28中所位處之部位亦形成由低折射率材料形成之彩色濾光器分離部50之情形。又，例如，於圖30中例示了使用空氣(空隙)作為圖29所示之彩色濾光器分離部50之材料之情形。

(9) 又，於第1實施形態中，顯示了如圖3C所示般於自微透鏡層29側觀察時將像素分離部34設為格子狀之例，但亦可採用其他構成。例如，可如圖31所示般，將第1像素分離部34a採用包含2個像素分離部34e、34f之構成，該等像素分離部34e、34f在自微透鏡層29側觀察時，自與該第1像素分離部34a相鄰之2個光電轉換部13之集合51之外周中之位於與該2個光電轉換部13排列之方向垂直之方向之2個邊各者向集合51之內部突出。亦即，可採用在自微透鏡層29側觀察時，省略圖3C所示之第1像素分離部34a之中央部之構造。又，例如，可如圖32所示般，將第1像素分離部34a採用像素分離部34g，該像素分離部34g在自微透鏡層29側觀察時，省略圖3C所示之第1像素分離部34a之兩端部，且與其他像素分離部34孤立。圖31及圖32係顯示沿著與圖3A之B-B線對應之位置剖視時之固體攝像裝置1之剖面構成之圖。

(10)又，於第1實施形態中，顯示了將彩色濾光器39之排列圖案設為將Quad-Bayer(四拜耳)排列之一部分彩色濾光器39置換之排列之例，但亦可採用其他構成。例如，可如圖33所示般，為以對於相同之光電轉換部群90之光電轉換部13配置同色之彩色濾光器39(例如，使紅色光透過之R濾光器、使綠色光透過之G濾光器、使藍色光透過之B濾光器)之方式，將Bayer排列之一部分彩色濾光器置換之排列。又，例如，可如圖34、圖35、圖36、圖37、圖38、圖39所示般為以下排列，即：具有將包含m×m(m為2以上之自然數)個同色之彩色濾光器39之彩色濾光器單元52，以該彩色濾光器單元52呈2×2之矩陣狀配置而成之彩色濾光器單元群53週期性配置而成之2m×2m排列為基礎，將該2m×2m排列之一部分彩色濾光器39置換。於圖34～圖39中例示了m=3之情形，於圖3B中例示了m=2之情形。圖33～圖39係顯示沿著與圖3A之C-C線對應之位置剖視時之固體攝像裝置1之剖面構成之圖。

(11)又，於第1實施形態中，顯示了使用使綠色光透過之G濾光器作為相位差像素9a之彩色濾光器39之例，但亦可採用其他構成。例如，可如圖40所示般，採用使用使藍色光透過之B濾光器、使紅色光透過之R濾光器等其他RGB系統之彩色濾光器之構成。於圖40中例示了使用B濾光器之情形。又，例如，可如圖41所示般，當使用使青色光透過之C濾光器、使洋紅色光透過之M濾光器、使黃色光透過之Y濾光器等補色系之彩色濾光器作為彩色濾光器39之情形下，亦可採用使用補色系之彩色濾光器之任一者的構成。於圖41中，例示使用Y濾光器作為相位差像素9a之彩色濾光器39之情形。又，例如，可如圖42所示般，採用使用ND濾光器、透明彩色濾光器、灰色濾光器等彩色濾光器之構成。於圖42中，例示使用ND濾光器之情形。又，亦可採用省略例如相位差像素9a之彩色濾光器39之構成。

(12)又，於第1實施形態中，顯示了於相位差像素9a中，對於由2×1之2個光電轉換部13構成之光電轉換部群90配置1個微透鏡40之例，但亦可採用其他構成。例如，如圖43、圖44及圖45所示般，可採用對於由n×n(n為2以上之自然數)之n ²個光電轉換部13構成之光電轉換部群90配置1個微透鏡40之構成。於圖43～圖45中例示了n=2之情形。又，於圖43中，例示在光電轉換部群90內之所有光電轉換部13之間配置有第1像素分離部34a之情形。圖43所示之第1像素分離部34a於自微透鏡層29側觀察時配置成十字狀。又，於圖44及圖45中，例示於光電轉換部群90內之光電轉換部13之間之4個區域中之2個區域配置有第1像素分離部34a，於其餘之光電轉換部13之間之區域配置有第2像素分離部34b之情形。圖44所示之第1像素分離部34a僅配置於行方向(圖44之上下方向)。又，圖45所示之第1像素分離部34a僅配置於列方向(圖45之左右方向)。

(13)又，本技術除了作為上述之影像感測器之固體攝像裝置以外，亦可應用於亦包含亦被稱為ToF(Time of Flight，飛行時間)感測器之測定距離之測距感測器等所有光檢測裝置。測距感測器係向物體發出照射光，檢測該照射光在物體之表面反射而返回之反射光，基於自發出照射光起直至接收到反射光為止之飛行時間來算出與物體相隔之距離的感測器。可採用上述之像素9之構造，作為該測距感測器之受光像素構造。

〈2.第2實施形態：對於電子機器之應用例〉本揭示之技術(本技術)可應用於各種電子機器。圖46係顯示作為應用本揭示之電子機器之攝像裝置(視訊攝影機、數位靜態相機等)之概略性構成之一例之圖。如圖46所示，攝像裝置1000具備：透鏡群1001、固體攝像裝置1002(第1實施形態之固體攝像裝置1)、DSP(Digital Signal Processor，數位信號處理器)電路1003、訊框記憶體1004、監視器1005、及記憶體1006。DSP電路1003、訊框記憶體1004、監視器1005及記憶體1006經由匯流排線1007相互連接。

透鏡群1001將來自被攝體之入射光(像光)導引至固體攝像裝置1002，並成像於固體攝像裝置1002之受光面(像素區域)。固體攝像裝置1002包含上述之第1實施形態之CMOS影像感測器。固體攝像裝置1002將藉由透鏡群1001而成像於受光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供給至DSP電路1003。 DSP電路1003對自固體攝像裝置1002供給之像素信號進行特定圖像處理。而且，DSP電路1003將圖像處理後之圖像信號以訊框單位供給至訊框記憶體1004，並暫時記憶於訊框記憶體1004。

監視器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。監視器1005基於暫時記憶於訊框記憶體1004之訊框單位之像素信號，顯示被攝體之圖像(動畫)。記憶體1006包含DVD、快閃記憶體等。記憶體1006讀出並記錄暫時記憶於訊框記憶體1004之訊框單位之像素信號。

此外，作為可應用固體攝像裝置1之電子機器，不限於攝像裝置1000，亦可應用於其他電子機器。又，作為固體攝像裝置1002，採用使用第1實施形態之固體攝像裝置1之構成，但亦可採用其他構成。例如，可採用使用第1實施形態之變化例之固體攝像裝置1等應用本技術之其他光檢測裝置之構成。

此外，本技術亦可採用如以下之構成。 (1) 一種光檢測裝置，其具備：基板；複數個像素，其等二維狀配置於前述基板，且具有光電轉換部；微透鏡層，其配置於前述基板之受光面側，且具有複數個將入射光集光於前述光電轉換部之微透鏡；及像素分離部，其配置於前述基板之前述光電轉換部之間，且具有溝渠部；且複數個前述像素包含一般像素、及相位差像素；複數個前述微透鏡包含：個別型微透鏡，其就各前述一般像素具有之前述光電轉換部之每一者形成；及共有型微透鏡，其就包含相鄰之複數個前述相位差像素各者具有之前述光電轉換部之光電轉換部群之每一者形成；前述像素分離部包含：第1像素分離部，其配置於前述光電轉換部群內之前述光電轉換部中之至少一部分前述光電轉換部之間；及第2像素分離部，其配置於未配置前述第1像素分離部之前述光電轉換部之間；前述第1像素分離部之前述受光面側之端部位於較前述基板之受光面更靠該受光面之相反面側，且前述第2像素分離部之前述受光面側之端部位於較前述第1像素分離部之前述受光面側之端部更靠前述受光面側。 (2) 如前述(1)之光檢測裝置，其中前述第1像素分離部分別配置於前述光電轉換部群內之前述光電轉換部中之相鄰之前述光電轉換部之間；且前述第2像素分離部配置於相鄰之前述一般像素具有之前述光電轉換部之間、以及前述一般像素具有之前述光電轉換部和與該光電轉換部相鄰之前述光電轉換部群內之前述光電轉換部之間。 (3) 如前述(1)或(2)之光檢測裝置，其中前述第2像素分離部之前述溝渠部係由槽寬不同之2段槽部構成。 (4) 如前述(3)之光檢測裝置，其中前述2段槽部係第1槽部及第2槽部，該第1槽部於前述基板之受光面具有開口部，且在與前述基板之受光面垂直之方向伸長，該第2槽部於前述第1槽部之底面與前述基板之受光面之相反面具有開口部，且在與前述基板之受光面垂直之方向伸長。 (5) 如前述(3)之光檢測裝置，其中前述2段槽部係第1槽部及第2槽部，該第1槽部於前述基板之受光面具有開口部，且在與前述基板之受光面垂直之方向伸長，該第2槽部與前述第1槽部在與前述基板之受光面垂直之方向分開，於前述基板之受光面之相反面具有開口部，且在與前述基板之受光面垂直之方向伸長。 (6) 如前述(1)或(2)之光檢測裝置，其中前述第2像素分離部之前述溝渠部係槽寬為一定之槽部；且前述第1像素分離部之前述溝渠部之槽寬較前述第2像素分離部之前述溝渠部之槽寬為窄。 (7) 如前述(1)至(6)中任一項之光檢測裝置，其中前述基板形成於前述光電轉換部與前述溝渠部之間，且具有與前述光電轉換部之電荷蓄積區域為逆導電型半導體區域。 (8) 如前述(1)至(7)中任一項之光檢測裝置，其具備：彩色濾光器層，其配置於前述基板與前述微透鏡層之間，且具有複數個使前述微透鏡集光後之光所包含之特定波長之光透過之彩色濾光器；及彩色濾光器分離部，其配置於前述彩色濾光器之間；且前述彩色濾光器分離部含有折射率較前述彩色濾光器之材料為低之低折射率材料、金屬、及空氣之至少任一種。 (9) 如前述(1)至(8)中任一項之光檢測裝置，其中前述一般像素於前述基板之受光面側具有複數個倒金字塔狀之凹部。 (10) 如前述(1)至(9)中任一項之光檢測裝置，其具備：彩色濾光器層，其配置於前述基板與前述微透鏡層之間，且具有複數個使前述微透鏡集光後之光所包含之特定波長之光透過之彩色濾光器；且前述彩色濾光器之排列圖案為以下排列，即：以對於相同之前述光電轉換部群之前述光電轉換部配置同色之前述彩色濾光器之方式將Bayer排列之一部分彩色濾光器置換之排列；或具有包含m×m(m為2以上之自然數)個同色之彩色濾光器之彩色濾光器單元，以前述彩色濾光器單元呈2×2之矩陣狀配置而成之彩色濾光器單元群週期性配置而成之2m×2m排列為基礎，將前述2m×2m排列之一部分前述彩色濾光器置換之排列。 (11) 如前述(1)至(10)中任一項之光檢測裝置，其中前述光電轉換部群係由2×1之2個前述光電轉換部、或n×n(n為2以上之自然數)之n ²個前述光電轉換部構成。 (12) 如前述(1)至(11)中任一項之光檢測裝置，其中前述第1像素分離部包含2個前述像素分離部，該等2個前述像素分離部於自前述微透鏡層側觀察時，自與該第1像素分離部相鄰之2個前述光電轉換部之集合之外周中之位於與前述2個前述光電轉換部排列之方向垂直之方向之2個邊各者向前述集合之內部突出。 (13) 一種電子機器，其具備光檢測裝置，該光檢測裝置具備：基板；複數個像素，其等二維狀配置於前述基板，且具有光電轉換部；微透鏡層，其配置於前述基板之受光面側，且具有複數個將入射光集光於前述光電轉換部之微透鏡；及像素分離部，其配置於前述基板之前述光電轉換部之間，且具有溝渠部；且複數個前述像素包含一般像素、及相位差像素；複數個前述微透鏡包含：個別型微透鏡，其就各前述一般像素具有之前述光電轉換部之每一者形成；及共有型微透鏡，其就包含相鄰之複數個前述相位差像素各者具有之前述光電轉換部之光電轉換部群之每一者形成；前述像素分離部包含：第1像素分離部，其配置於前述光電轉換部群內之前述光電轉換部中之至少一部分前述光電轉換部之間；及第2像素分離部，其配置於未配置前述第1像素分離部之前述光電轉換部之間；前述第1像素分離部之前述受光面側之端部位於較前述基板之受光面更靠該受光面之相反面側，且前述第2像素分離部之前述受光面側之端部位於較前述第1像素分離部之前述受光面側之端部更靠前述受光面側。

1,1002:固體攝像裝置 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 9a:相位差像素 9b:一般像素 10:像素驅動配線 11:垂直信號線 12:水平信號線 13:光電轉換部 14:傳送電晶體 15:重置電晶體 16:放大電晶體 17:選擇電晶體 18:傳送線 19:重置線 20:選擇線 21:FD部(浮動擴散部) 22:影像感測器基板 23:邏輯電路基板 24:釘紮膜 25:絕緣膜 26:遮光膜 27:受光層 28:彩色濾光器層 29:微透鏡層 30:集光層 31:配線層 32:傳送閘極電極 33:接地電極 34,34e,34f,34g:像素分離部 34a:第1像素分離部 34b:第2像素分離部 35a:端部 35b:端部 36:溝渠部 36a:第1溝渠部 36b:第2溝渠部 36c:第1槽部 36d:第2槽部 37:填充材 38:半導體區域 39:彩色濾光器 40:微透鏡 40a:共有型微透鏡 40b:個別之微透鏡/個別型微透鏡 41:層間絕緣膜 42:硬遮罩材料膜 43:BARC膜 44:端部 45:導電材 46:空隙 47:凹部 48:防反射膜 49:散射構造 50:彩色濾光器分離部 51:集合 52:彩色濾光器單元 53:彩色濾光器單元群 54:氧化膜 55:阻擋膜 90:光電轉換部群 1000:攝像裝置 1001:透鏡群 1003:DSP電路 1004:訊框記憶體 1005:監視器 1006:記憶體 1007:匯流排線 A-A,B-B,C-C,D-D,E-E,F-F:線 D,D ₁,D ₂:深度 S1,S3,S4,S5,S6:背面 S2:正面 Vdd:像素電源 Vinv:電壓 W ₁,W ₂:槽寬/寬度 ϕRST:重置脈衝 ϕSEL:選擇脈衝 ϕTRF:傳送脈衝

圖1係顯示第1實施形態之固體攝像裝置之整體構成之圖。圖2係顯示固體攝像裝置之像素之電路構成之圖。圖3A係將固體攝像裝置之剖面構成沿著圖1之A-A線剖視之圖。圖3B係顯示自微透鏡層側觀察圖3A時之固體攝像裝置之平面構成之圖。圖3C係將固體攝像裝置之剖面構成沿著圖3A之B-B線剖視之圖。圖3D係顯示採用多晶矽作為填充材之情形之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖4係顯示第1像素分離部之溝渠部貫通基板之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖5係顯示第1像素分離部不具有溝渠部之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖6A係顯示固體攝像裝置之製造方法之圖，且係顯示n型半導體區域、第2槽部及第1溝渠部之形成步序之圖。圖6B係顯示沿著圖6A之D-D線剖視之基板之剖面構成之圖。圖7係顯示固體攝像裝置之製造方法之圖，且係顯示逆導電型半導體區域之形成步序之圖。圖8A係顯示固體攝像裝置之製造方法之圖，且係顯示FD部、傳送閘極電極及接地電極之形成步序之圖。圖8B係顯示自基板之正面側觀察圖8A時之基板之平面構成之圖。圖9係顯示固體攝像裝置之製造方法之圖，且係顯示配線層之形成步序、與邏輯電路基板之接合步序、及基板之薄壁化步序之圖。圖10A係顯示固體攝像裝置之製造方法之圖，且係顯示第1槽部之形成步序之圖。圖10B係顯示自基板之正面側觀察圖10A時之基板之平面構成之圖。圖11係顯示固體攝像裝置之製造方法之圖，且係顯示第1槽部之形成步序之圖。圖12係顯示固體攝像裝置之製造方法之圖，且係顯示釘紮膜及絕緣膜之形成步序之圖。圖13係顯示變化例(1)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖14係顯示變化例(2)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖15係顯示變化例(3)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖16係顯示變化例(3)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖17係顯示變化例(4)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖18係顯示變化例(4)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖19係顯示變化例(5)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖20係顯示圖19所示之固體攝像裝置之像素之電路構成之圖。圖21係顯示變化例(5)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖22A係顯示變化例(5)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖22B係顯示變化例(5)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖23係顯示變化例(6)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖24A係顯示圖23所示之固體攝像裝置之製造方法之圖。圖24B係顯示自基板之正面側觀察圖24A時之基板之平面構成之圖。圖25A係顯示變化例(7)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖25B係將基板之剖面構成沿著圖25A之E-E線剖視之圖。圖26係顯示變化例(7)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖27A係顯示變化例(7)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖27B係顯示將基板之剖面構成沿著圖27A之F-F線剖視之圖。圖28係顯示變化例(8)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖29係顯示變化例(8)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖30係顯示變化例(8)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖31係顯示沿著與圖3A之B-B線對應之位置剖視時之變化例(9)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖32係顯示沿著與圖3A之B-B線對應之位置剖視時之變化例(9)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖33係顯示沿著與圖3A之C-C線對應之位置剖視時之變化例(10)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖34係顯示沿著與圖3A之C-C線對應之位置剖視時之變化例(10)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖35係顯示沿著與圖3A之C-C線對應之位置剖視時之變化例(10)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖36係顯示沿著與圖3A之C-C線對應之位置剖視時之變化例(10)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖37係顯示沿著與圖3A之C-C線對應之位置剖視時之變化例(10)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖38係顯示沿著與圖3A之C-C線對應之位置剖視時之變化例(10)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖39係顯示沿著與圖3A之C-C線對應之位置剖視時之變化例(10)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖40係顯示沿著與圖3A之C-C線對應之位置剖視時之變化例(11)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖41係顯示沿著與圖3A之C-C線對應之位置剖視時之變化例(11)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖42係顯示沿著與圖3A之C-C線對應之位置剖視時之變化例(11)之固體攝像裝置之剖面構成之圖。圖43係顯示自微透鏡層側觀察時之變化例(12)之固體攝像裝置之平面構成之圖。圖44係顯示自微透鏡層側觀察時之變化例(12)之固體攝像裝置之平面構成之圖。圖45係顯示自微透鏡層側觀察時之變化例(12)之固體攝像裝置之平面構成之圖。圖46係第2實施形態之電子機器之概略構成圖。

2:基板

9:像素

9a:相位差像素

9b:一般像素

13:光電轉換部

21:FD部(浮動擴散部)

22:影像感測器基板

23:邏輯電路基板

24:釘紮膜

25:絕緣膜

26:遮光膜

27:受光層

28:彩色濾光器層

29:微透鏡層

30:集光層

31:配線層

32:傳送閘極電極

33:接地電極

34:像素分離部

34a:第1像素分離部

34b:第2像素分離部

35a:端部

35b:端部

36:溝渠部

36a:第1溝渠部

36b:第2溝渠部

36c:第1槽部

36d:第2槽部

37:填充材

38:半導體區域

39:彩色濾光器

40:微透鏡

40a:共有型微透鏡

40b:個別之微透鏡/個別型微透鏡

41:層間絕緣膜

54:氧化膜

55:阻擋膜

90:光電轉換部群

B-B,C-C:線

D,D₁,D₂:深度

S1,S3,S4,S5,S6:背面

S2:正面

W₁,W₂:槽寬/寬度

Claims

一種光檢測裝置，其具備：基板；複數個像素，其等二維狀配置於前述基板，且具有光電轉換部；微透鏡層，其配置於前述基板之受光面側，且具有複數個於前述光電轉換部將入射光集光之微透鏡；及像素分離部，其配置於前述基板之前述光電轉換部之間，且具有溝渠部；且複數個前述像素包含一般像素及相位差像素；複數個前述微透鏡包含：個別型微透鏡，其按各前述一般像素所具有之前述光電轉換部之每一者形成；及共有型微透鏡，其按包含相鄰之複數個前述相位差像素各者所具有之前述光電轉換部之光電轉換部群之每一者形成；前述像素分離部包含：第1像素分離部，其配置於前述光電轉換部群內之前述光電轉換部中之至少一部分前述光電轉換部之間；及第2像素分離部，其配置於未配置前述第1像素分離部之前述光電轉換部之間；前述第1像素分離部之前述受光面側之端部位於較前述基板之受光面更靠該受光面之相反面側，且前述第2像素分離部之前述受光面側之端部位於較前述第1像素分離部之前述受光面側之端部更靠前述受光面側。
如請求項1之光檢測裝置，其中前述第1像素分離部分別配置於前述光電轉換部群內之前述光電轉換部中之相鄰之前述光電轉換部之間；且前述第2像素分離部配置於相鄰之前述一般像素所具有之前述光電轉換部之間、以及前述一般像素所具有之前述光電轉換部和與該光電轉換部相鄰之前述光電轉換部群內之前述光電轉換部之間。
如請求項1之光檢測裝置，其中前述第2像素分離部之前述溝渠部係由槽寬不同之2段槽部構成。
如請求項3之光檢測裝置，其中前述2段槽部係第1槽部及第2槽部，該第1槽部於前述基板之受光面具有開口部，且在與前述基板之受光面垂直之方向伸長，該第2槽部於前述第1槽部之底面與前述基板之受光面之相反面具有開口部，且在與前述基板之受光面垂直之方向伸長。
如請求項3之光檢測裝置，其中前述2段槽部係第1槽部及第2槽部，該第1槽部於前述基板之受光面具有開口部，且在與前述基板之受光面垂直之方向伸長，該第2槽部在與前述基板之受光面垂直之方向與前述第1槽部分開，於前述基板之受光面之相反面具有開口部，且在與前述基板之受光面垂直之方向伸長。
如請求項1之光檢測裝置，其中前述第2像素分離部之前述溝渠部係槽寬為固定之槽部；且前述第1像素分離部之前述溝渠部之槽寬較前述第2像素分離部之前述溝渠部之槽寬為窄。
如請求項1之光檢測裝置，其中前述基板形成於前述光電轉換部與前述溝渠部之間，且具有與前述光電轉換部之電荷蓄積區域為逆導電型之半導體區域。
如請求項1之光檢測裝置，其具備：彩色濾光器層，其配置於前述基板與前述微透鏡層之間，且具有複數個使前述微透鏡集光之光所包含之特定波長之光透過之彩色濾光器；及彩色濾光器分離部，其配置於前述彩色濾光器之間；且前述彩色濾光器分離部含有折射率較前述彩色濾光器之材料為低之低折射率材料、金屬、及空氣之至少任一種。
如請求項1之光檢測裝置，其中前述一般像素於前述基板之受光面側具有複數個倒金字塔狀之凹部。
如請求項1之光檢測裝置，其具備：彩色濾光器層，其配置於前述基板與前述微透鏡層之間，且具有複數個使前述微透鏡集光之光所包含之特定波長之光透過之彩色濾光器；且前述彩色濾光器之排列圖案為以下排列，即：以對於相同之前述光電轉換部群之前述光電轉換部配置同色之前述彩色濾光器之方式，將拜爾排列之一部分彩色濾光器置換；或者，具有包含m×m(m為2以上之自然數)個同色之彩色濾光器之彩色濾光器單元，以前述彩色濾光器單元呈2×2之矩陣狀配置而成之彩色濾光器單元群週期性配置而成之2m×2m排列為基礎，將前述2m×2m排列之一部分前述彩色濾光器置換。
如請求項1之光檢測裝置，其中前述光電轉換部群係由2×1之2個前述光電轉換部、或n×n(n為2以上之自然數)之n ²個前述光電轉換部構成。
如請求項1之光檢測裝置，其中前述第1像素分離部包含2個前述像素分離部，該等2個前述像素分離部於自前述微透鏡層側觀察時，自與該第1像素分離部相鄰之2個前述光電轉換部之集合之外周中、位於與前述2個前述光電轉換部排列之方向垂直之方向之2個邊各者向前述集合之內部突出。
一種電子機器，其具備光檢測裝置，該光檢測裝置具備：基板；複數個像素，其等二維狀配置於前述基板，且具有光電轉換部；微透鏡層，其配置於前述基板之受光面側，且具有複數個於前述光電轉換部將入射光集光之微透鏡；及像素分離部，其配置於前述基板之前述光電轉換部之間，且具有溝渠部；且複數個前述像素包含一般像素、及相位差像素；複數個前述微透鏡包含：個別型微透鏡，其按各前述一般像素所具有之前述光電轉換部之每一者形成；及共有型微透鏡，其按包含相鄰之複數個前述相位差像素各者所具有之前述光電轉換部之光電轉換部群之每一者形成；前述像素分離部包含：第1像素分離部，其配置於前述光電轉換部群內之前述光電轉換部中之至少一部分前述光電轉換部之間；及第2像素分離部，其配置於未配置前述第1像素分離部之前述光電轉換部之間；前述第1像素分離部之前述受光面側之端部位於較前述基板之受光面更靠該受光面之相反面側，且前述第2像素分離部之前述受光面側之端部位於較前述第1像素分離部之前述受光面側之端部更靠前述受光面側。