TWI505452B - 固態成像裝置，固態成像裝置之製造方法，及電子裝備 - Google Patents

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Description

固態成像裝置，固態成像裝置之製造方法，及電子裝備
本發明係關於一種背面照射類型固態成像裝置、一種固態成像裝置之製造方法及一種使用該固態成像裝置之電子裝備。
過去，已知一CCD類型固態成像裝置或一CMOS類型固態成像裝置用作為一數位相機或一視訊攝影機中使用之一固態成像裝置。在此等固態成像裝置中，形成一光感測區段用於以一二維矩陣形式形成之複數個像素之每一像素，且在該光感測區段中，取決於所接收光量產生一信號電荷。接著，傳輸且放大在該光感測區段中產生之該信號電荷，藉此獲得一影像信號。
此外，近些年來，提出一種背面照射類型固態成像裝置，利用來自與其上形成有一配接線層之一基板上之側面相反的側面之光照射該背面照射類型固態成像裝置。在該背面照射類型固態成像裝置中，因為一配接線層、一電路元件或類似物不設置在光照射側上，所以可增加形成在一基板中之光感測區段之孔徑比，且此外，因為入射光入射在該光感測區段上而不由該配接線層或類似物反射，所以可獲得靈敏度之改良。
順便提及，在該背面照射固態成像裝置中，為取出形成在該基板之表面側上之該配接線層之一電極襯墊至背側(其係該基板之光照射側)，形成自該基板之光照射表面穿透該基板且暴露該電極襯墊之一通孔。在過去一固態成像裝置之製造方法中，在形成一晶載透鏡之後或之前形成此一通孔，該晶載透鏡形成在該基板之光入射平面側上。
在日本未審查專利申請公開案第2005-285814號中，在該背面照射類型固態成像裝置中，描述一種其中在形成暴露該電極襯墊之該通孔之後形成一晶載透鏡之組態。以此方式，在形成該通孔之後形成該晶載透鏡之一情況中，存在一問題係由於該通孔之影響產生形成該晶載透鏡時一抗蝕材料之施加不均勻性，使得該晶載透鏡之形狀在一平面中變得不均勻。在該晶載透鏡之形狀不均勻之一情況中，存在一顧慮係在一晶片中會產生光凝聚特性之改變。
此外，在形成該晶載透鏡之後一電極層形成在該基板之背側上之一情況中，由於圖案化該電極層引起之該晶載透鏡形狀之變化之可能性或由於蝕刻該電極層至該晶載透鏡上之差異引起之散射粒子成份之黏合力為高。出於此原因，在形成該晶載透鏡之後該電極層形成在該基板之背側上之一情況中，存在一顧慮係會產生由於粒子成份引起之一缺陷。
此外，如在日本未審查專利申請公開案第2005-285814號中，在一結合導線自該基板之背側連接至形成在該基板之表面側上之該電極襯墊之一情況中，有必要將該結合導線插入至穿透該基板之該通孔中。出於此原因，藉由該結合導線連接至一外部終端係困難的，因此存在一顧慮係會減小組裝時之產量。
期望提供一種其中準確形成一晶載透鏡且可獲得組裝時之產量之改良之固態成像裝置。此外，期望提供使用該固態成像裝置之電子裝備。
根據本發明之一實施例，提供有一種固態成像裝置，其包含：一基板、一配接線層、一表面電極襯墊區段、一光屏蔽薄膜、一襯墊區段基底層、一晶載透鏡層、一通孔、一背面電極襯墊區段及一貫通電極層。在該基板中，形成包含一光電轉換區段之複數個像素。該配接線層形成在該基板之一前側上。該表面電極襯墊區段形成在該配接線層中。該光屏蔽薄膜形成在該基板之一後側上。該襯墊區段基底層與該光屏蔽薄膜形成在相同層中。該晶載透鏡層在與該基板側相反之一側中形成在該光屏蔽薄膜及該襯墊區段基底層上方。該背面電極襯墊區段形成在該晶載透鏡層上方。該通孔經形成以穿透該晶載透鏡層、該襯墊區段基底層及該基板使得暴露該表面電極襯墊區段。該貫通電極層經形成以便透過該通孔連接該表面電極襯墊區段及該背面電極襯墊區段。
在根據本發明之實施例之該固態成像裝置中，藉由形成在該通孔中之該貫通電極層及形成在該基板之背側上之該背面電極襯墊區段將形成在該基板之表面側上之該配接線層中之該表面電極襯墊區段取出至該基板之該背側。即，因為可能在該基板之一上層上形成該背面電極襯墊區段，所以可容易執行結合。
根據本發明之另一實施例，提供有一種製造一固態成像裝置之方法，該方法包含：在一基板中形成複數個像素，每一像素具有根據所接收光量產生一信號電荷之一光電轉換區段；及在該基板之表面側上形成具有複數層配接線之一配接線層及一表面電極襯墊區段。此外，該方法包含：在該配接線層上之相同層中形成一襯墊區段基底層及一光屏蔽薄膜；及在與該襯墊區段基底層及該光屏蔽薄膜之基板側相反的側上之一上層之光入射側上形成一晶載透鏡層。此外，該方法包含：形成自該晶載透鏡層上方穿透該襯墊區段基底層且到達該表面電極襯墊區段之一通孔；及在該通孔中形成一貫通電極層且亦在該晶載透鏡層上形成電連接至該表面電極襯墊區段之一背面電極襯墊區段。此外，該方法包含將該像素上方之該晶載透鏡層之表面處理成一凸形，藉此形成一晶載透鏡。
根據本發明之又一實施例，提供有一種製造一固態成像裝置之方法，該方法包含：藉由使一上層區段及一下層區段之配接線層彼此黏附，層積以相同方式由一基板及一配接線層構成之該上層區段及由一基板及一配接線層構成之該下層區段。在構成該上層區段之該基板中，形成複數個像素，每一像素具有根據所接收光量產生一信號電荷之一光電轉換區段。此外，該配接線層形成在該基板之表面側上。此外，一光屏蔽薄膜形成在該基板之背側上且一襯墊區段基底層與該光屏蔽薄膜形成在相同層中。此外，一晶載透鏡層形成在與該光屏蔽薄膜及該襯墊區段基底層之該基板側相反的側上之一上層之光入射側上。此外，一表面電極襯墊區段形成在該下層區段之該配接線層中。接著，該方法包含在層積該上層區段及該下層區段之後，形成自該晶載透鏡層上方穿透該襯墊區段基底層且到達該表面電極襯墊區段之一通孔。此外，該方法包含：在該通孔中形成一貫通電極層且亦在該晶載透鏡層上形成電連接至該表面電極襯墊區段之一背面電極襯墊區段；及處理該像素上方之該晶載透鏡層之表面，藉此形成一晶載透鏡。
在根據本發明之上文實施例之製造一固態成像裝置之方法中，在形成該晶載透鏡層之後，自該基板之光入射側形成暴露該配接線層中形成之該表面電極襯墊區段之該通孔。以此方式，因為在不受由於該通孔引起之不均勻影響情況下形成該晶載透鏡層，所以減小施加不均勻。此外，在形成該貫通電極層及該背面電極襯墊區段之後執行該晶載透鏡之處理。因此，抑制在形成該貫通電極層及該背面電極襯墊區段時產生之散射金屬之保留或該晶載透鏡之形狀塌陷之發生。
根據本發明之又一實施例，提供有電子裝備，其包含：一光學透鏡；一固態成像裝置，由該光學透鏡凝聚的光入射在該固態成像裝置上；及一信號處理電路，其處理自該固態成像裝置輸出之一輸出信號。接著，該固態成像裝置一基板、一配接線層、一表面電極襯墊區段、一光屏蔽薄膜、一襯墊區段基底層、一晶載透鏡層、一背面電極襯墊區段、一通孔及一貫通電極層。在該基板中，形成複數個像素，每一像素具有根據所接收光量產生一信號電荷之一光電轉換區段。該配接線層形成在該基板之表面側上。該表面電極襯墊區段形成在該配接線層中。該光屏蔽薄膜形成在該基板之背側上。該襯墊區段基底層與該光屏蔽薄膜形成在相同層中。該晶載透鏡層形成在與該光屏蔽薄膜及該襯墊區段基底層之基板側相反的側上之一上層之光入射側上。該背面電極襯墊區段形成在該晶載透鏡層上方。該通孔經形成以穿透該晶載透鏡層、該襯墊區段基底層及該基板使得暴露該表面電極襯墊區段。該貫通電極層經形成以便透過該通孔連接該表面電極襯墊區段及該背面電極襯墊區段。
根據本發明之實施例，可獲得一種改良晶載透鏡之光凝聚特性之固態成像裝置且可獲得組裝時之產量之改良。此外，藉由使用該固態成像裝置，可獲得電子裝備，在該電子裝備中可獲得影像品質之改良。
下文中，將參考圖1至圖16描述與本發明之實施例有關之固態成像裝置及電子裝備之一實例。將依以下次序描述本發明之實施例。此外，本發明並不限於以下實例。
1.第一實施例：CMOS類型背面照射類型固態成像裝置之實例
1-1　整體組態
1-2　主要區段之組態
1-3　製造方法
2.第二實施例：CMOS類型背面照射類型固態成像裝置之實例
3.第三實施例：CMOS類型背面照射類型固態成像裝置之實例
4.第四實施例：CMOS類型背面照射類型固態成像裝置之實例
5.第五實施例：CMOS類型背面照射類型固態成像裝置之實例
6.第六實施例：電子裝備
1.第一實施例：CMOS類型背面照射類型固態成像裝置之實例
將描述與本發明之第一實施例有關之一固態成像裝置。此實施例實例係一CMOS類型背面照射類型固態成像裝置之一實例。
1-1　整體組態
首先，在闡述主要區段之組態之前，將描述此實施例實例之該固態成像裝置之整體組態。圖1係繪示與此實施例實例有關之固態成像裝置之整體之一示意組態圖。
一固態成像裝置1包含由矽製成之一基板11上之一成像區域3(其包含複數個像素2)、一垂直驅動電路4、一行信號處理電路5、一水平驅動電路6、一輸出電路7、一控制電路8及類似物，如圖1中展示。
該像素2由一光感測區段構成，其包含：一光電二極體，其根據所接收光量產生一信號電荷；及複數個MOS電晶體，其等用於讀出且傳輸該信號電荷，且複數個像素2以一二維陣列形式規則地配置在該基板11上。
該成像區域3由以一二維陣列形式規則地配置之該複數個像素2構成。該成像區域3包含：一有效像素區域，其可確實接收光且累積由光電轉換產生的信號電荷；及一無效像素區域(下文中稱為一光學黑體區域)，其形成在該有效像素區域周圍且用於輸出變成一黑體位準標準之光學黑體。
該控制電路8基於一垂直同步信號、一水平同步信號、一主控時脈產生一時脈信號、一控制信號或類似物，該信號變成該垂直驅動電路4、該行信號處理電路5、該水平驅動電路6及類似物之每一者之一操作之標準。接著，在該控制電路8中產生之該時脈信號、該控制信號或類似物輸入至該垂直驅動電路4、該信號處理電路5、該水平驅動電路6及類似物。
舉例而言，該垂直驅動電路4由一移位暫存器構成且在一垂直方向上一列為單元依序選擇並掃描該成像區域3之每一像素2。接著，透過一垂直信號線9將基於在每一像素2之一光電轉換元件中產生之一信號電荷之一像素信號供應至該行信號處理電路5。
舉例而言，該行信號處理電路5經佈置用於該等像素2之每一行且藉由來自該光學黑體區域(雖然圖中未展示，但其形成在該有效像素區域周圍)之一信號對自該等像素2輸出之信號中的一列執行信號處理(諸如每一像素行之降雜訊或信號放大)。在該行信號處理電路5之一輸出級處，一水平選擇開關(圖中未展示)設置在該輸出級與一水平信號線10之間。
舉例而言，該水平驅動電路6由一移位暫存器構成且藉由依序輸出一水平掃描脈衝而按次序選擇該等行信號處理電路5之每一者，藉此使一像素信號自該等信號處理電路5之每一者輸出至該水平信號線10。
該輸出電路7對透過該水平信號線10自該等行信號處理電路5依序供應之像素信號執行信號處理且接著輸出經處理信號。
1-2　主要區段之組態
在圖2中，繪示此實施例實例之該固態成像裝置1之主要區段之一橫截面組態圖。此實施例實例之該固態成像裝置1係該CMOS類型背面照射類型固態成像裝置之一實例，且圖2以橫截面繪示一有效像素區域50、一光學黑體區域51及一襯墊區域52。此外，在此實施例實例中，該襯墊區域52係特別代表一接地配接線或連接至一負電位之一部分之一實例。
如圖2中展示，此實施例實例之該固態成像裝置1包含一基板12及形成在該基板12之表面側上之一配接線層13。此外，該固態成像裝置1包含形成在該基板12之背側上之一絕緣薄膜18、一襯墊區段基底層19a、一無效像素光屏蔽薄膜19b及一像素間光屏蔽薄膜19c及形成在以上薄膜及層上方之一彩色濾光片層27及一晶載透鏡層21。此外，在該襯墊區域52中，設置一表面電極襯墊區段15、一通孔22、一背面電極襯墊區段24及一貫通電極層23。此外，一支撐基板17附接至與該配接線層13之該基板12側相反的側上之表面。
該基板12由矽半導體構成且形成(舉例而言)2000奈米至6000奈米範圍內之一厚度。如圖1中展示，在該基板12之該成像區域3中，形成複數個像素2，每一像素包含一光電轉換區段及複數個像素電晶體(圖中未展示)。該光電轉換區段由一光電二極體PD構成且根據來自該基板12之背側之入射光量產生一信號電荷。接著，在該光電二極體PD中產生之該信號電荷由該像素電晶體讀出且輸出為一像素信號。此外，雖然在圖2中未展示，但包含該垂直驅動電路4或該水平驅動電路6之一周邊電路形成在該基板12中。
該配接線層13形成在與該基板12之該光入射側相反的側之表面側上且由層積至中間內插有一夾層絕緣薄膜14之複數層(在圖2中為四層)中之配接線1M至4M構成。期望配接線或該等配接線1M至4M及該像素電晶體(圖中未展示)藉由接觸區段16彼此連接。以此方式，自該配接線層13驅動每一像素2之該像素電晶體。此外，在該襯墊區域52中，該表面電極襯墊區段15由最頂層(在圖2中為一下層)之第四個配接線4M形成。作為構成該配接線層13之該等配接線1M至4M之每一者之一構成材料，舉例而言，可使用一金屬材料，諸如鋁(Al)或銅Cu)。在此實施例實例中，第一配接線1M至第三配接線3M由銅形成且形成該表面電極襯墊區段15之第四配接線4M由鋁形成。此外，作為該接觸區段16之一構成材料，舉例而言，可使用一金屬材料，諸如鎢或銅。此外，雖然在圖2中，該第四配接線4M僅展示為該表面電極襯墊區段15，但其在其他區域中可用作為一普通配接線。
該絕緣薄膜18形成在變成該基板12之光入射側之背側上且形成為一單一層或複數層。在該絕緣薄膜18形成為複數層之一情況中，舉例而言，其可形成在一三層結構中，該三層結構包含按次序形成在該基板12之該背側上之一層氧化矽薄膜、一層氧氮化矽薄膜及一層氮化矽薄膜。在此情況中，獲得一抗反射效應。
此外，具有一負固定電荷之一薄膜亦可用作為該絕緣薄膜18。在此情況中，該絕緣薄膜18形成在一三層結構中，該三層結構包含按次序起於該基板12之一層氧化矽薄膜、具有一負電荷之一高折射率絕緣薄膜及一層氧化矽薄膜或一層氮化矽薄膜。因為藉由具有一負電荷之該高折射率絕緣薄膜增強該基板12與該絕緣薄膜18之間之界面之一電洞累積狀態，所以有利於抑制一暗電流之產生。
此處，可期望該高折射率絕緣薄膜具有低於或近似等於矽之折射率且大於一層氧化矽薄膜之折射率之一折射率。
舉例而言，具有一負固定電荷之一金屬薄膜由一層氧化鋁(Al2 O3 )薄膜、一層氧化鋯(ZrO2 )薄膜、一層氧化鉿(HfO2 )薄膜、一層氧化鉭(Ta2 O5 )薄膜或一層氧化鈦(TiO2 )薄膜形成。作為一薄膜形成方法，可給出一化學氣相沈積方法、一濺鍍方法、一原子層蒸鍍方法或類似物作為一實例。若使用該原子層蒸鍍方法，較佳同時形成一層SiO2 薄膜，其在薄膜形成期間使一界面位準減小約1奈米厚度。此外，作為除了以上之外的材料，可給出氧化鑭(La2 O3 )、氧化鐠(Pr2 O3 )、氧化鈰(CeO2 )、氧化釹(Nd2 O3 )、氧化鉕(Pm2 O3 )及類似物。此外，作為以上材料，可給出氧化釤(Sm2 O3 )、氧化銪(Eu2 O3 )、氧化釓(Gd2 O3 )、氧化鋱(Tb2 O3 )、氧化鏑(Dy2 O3 )或類似物。此外，作為以上材料，可給出氧化鈥(Ho2 O3 )、氧化銩(Tm2 O3 )、氧化鐿(Yb2 O3 )、氧化鑥(Lu2 O3 )、氧化釔(Y2 O3 )或類似物。此外，具有一負固定電荷之該薄膜亦可由一層氮化鉿薄膜、一層氮化鋁薄膜、一層氧氮化鉿薄膜或一層氧氮化鋁薄膜形成。
在具有一負固定電荷之該薄膜中，在不損害一絕緣性質之一範圍中亦可添加矽(Si)或氮(N)至該薄膜。在不損害該薄膜之絕緣性質之一範圍內適當測定其濃度。以此方式，藉由添加矽(Si)或氮(N)，可能增加該薄膜之熱阻性質或在一製程期間阻擋離子植入之能力。
雖然該絕緣薄膜18之厚度取決於一材料而改變，但該絕緣薄膜18之厚度較佳係在10奈米至500奈米之一範圍中。
該襯墊區段基底層19a、該無效像素光屏蔽薄膜19b及該像素間光屏蔽薄膜19c在與面向該絕緣薄膜18之該基板12之側相反的側上形成在該絕緣薄膜18上且形成在相同層中。
該像素間光屏蔽薄膜19c形成在相鄰像素2與2之間。此外，該無效像素光屏蔽薄膜19b形成在該光學黑體區域51中。此外，該襯墊區段基底層19a形成在該襯墊區域52中。此外，雖然稍後將描述，但在此實施例實例中，採用其中該像素間光屏蔽薄膜19c、該無效像素光屏蔽薄膜19b及該襯墊區段基底層19a彼此電連接之一實例。
作為該襯墊區段基底層19a、該無效像素光屏蔽薄膜19b及該像素間光屏蔽薄膜19c之構成材料，可使用鎢(W)、鋁(Al)、鈦(Ti)或氮化鈦(TiN)。此外，可採取在一層積方向上按次序形成之TiN及Al之一層積結構或Ti及W之一層積結構。對於一基底金屬層之薄膜厚度，若測定其具有一光屏蔽性質則可接受。此外，因為該襯墊區段基底層19a形成在該襯墊區域52中，其中在一組裝製程中執行導線結合，所以可期望在考慮結合壓力情況下選擇具有一高硬度之一材料。作為具有一高硬度之該材料，W、Ti或TiN係典型的。
該彩色濾光片層27形成在一平坦化絕緣薄膜20上方且對應於該有效像素區域50之每一像素2而形成，該平坦化絕緣薄膜由一有機材料或一無機材料製成且形成以覆蓋該襯墊區段基底層19a、該無效像素光屏蔽薄膜19b及該像素間光屏蔽薄膜19c。該彩色濾光片層27經組態以便選擇性傳輸(舉例而言)每一像素2中之綠光、紅光、藍光、青光、黃光、黑光或類似物。或者，該彩色濾光片層27亦可經組態以便傳輸所有光(諸如白光)且不傳輸一紅外線範圍之光。亦可使用傳輸用於每一像素2之不同顏色之該彩色濾光片層27且亦可使用傳輸所有像素2中之相同顏色之該彩色濾光片層27。至於該彩色濾光片層27中之顏色組合，根據其規格各種選擇係可能的。
該晶載透鏡層21形成在該彩色濾光片層27上方，且在該有效像素區域50中，該晶載透鏡層21之表面形成為一凸形用於每一像素2，使得形成一晶載透鏡21。入射光由該晶載透鏡21a凝聚且有效入射在每一像素2之該光電二極體PD上。作為該晶載透鏡層21之一構成材料，舉例而言，可使用具有在1.0至1.3範圍中之折射率之一有機材料。
該通孔22由一第一開口部分22a(其形成使得該表面電極襯墊區段15暴露於該光入射側)及一第二開口部分22b(其經形成具有比該第一開口部分22a之直徑更大的直徑且使得該襯墊區段基底層19a暴露於該光入射側)構成。即，該通孔22經形成以穿透該晶載透鏡層21、該襯墊區段基底層19a及該襯墊區域52中之該基板12。
該背面電極襯墊區段24形成在該襯墊區域52之該晶載透鏡層21上方且形成為能夠連接至一外部終端之一形狀，且在此實施例實例中，該背面電極襯墊區段24經形成以向上延伸至該光學黑體區域51。即，該背面電極襯墊區段24經形成以向上延伸至該有效像素光屏蔽薄膜19b正上方。
該貫通電極層23沿該通孔22之內壁形成且電連接該表面電極襯墊區段15及該背面電極襯墊區段24。在相同製程中且由相同材料形成該背面電極襯墊區段24及該貫通電極層23。作為該背面電極襯墊區段及該貫通電極層之構成材料，舉例而言，較佳使用以Al-Si-Cu為主的合金，除此之外，亦可使用以Al-Si為主的合金、Al、以Al-Si-W為主的合金或類似物。至於薄膜厚度，考慮到稍後結合時之合金比，300奈米或更多之一薄膜厚度是有必要的。
順便提及，因為該第二開口部分22b經形成以便暴露該襯墊區段基底層19a，所以該貫通電極層23及該襯墊區段基底層19a彼此電連接。因此，該表面電極襯墊區段15、該襯墊區段基底層19a及該背面電極襯墊區段24彼此電連接。
此外，在此實施例實例中，如圖2中展示，由一雜質擴散區域形成之一絕緣層25形成在形成有該通孔22之該基板12之區域周圍。舉例而言，在該基板12被設定為一n型且一電子用作為信號電荷之一情況中，該絕緣層25可由一p型雜質擴散區域形成。因此，製成其中該成像區域3或形成在該基板12中之一周邊電路不電連接至該貫通電極層23之一組態。
1-3　製造方法
接下來，將描述製造此實施例實例之該固態成像裝置1之一方法。圖3至圖9B係繪示圖2之該固態成像裝置1之製程之圖。
此處，自該配接線層13形成在該基板12之表面上之後之一製程來給出描述，該支撐基板17接著結合至該配接線層13之一上部分，反面亦被執行，且拋光該基板12至一預定厚度。因此，在圖3之橫截面組態中，該等光電二極體PD或該等像素電晶體已形成在該基板12中。此外，在對應於該基板12之該襯墊區域52之區域中，藉由執行一預定導電類型(在此實施例實例中為一p型)之雜質之離子植入而形成該絕緣層25。因為至今可使用與過去之一背面照射類型固態成像裝置之製造方法相同的製造方法來形成該製造方法，所以省略一詳細描述。
在該基板12被拋光至一預定厚度之後，如圖3中展示，由一單一層或層積層構成之該絕緣薄膜18形成在該基板12之背側上。在該絕緣薄膜18被製成一層積薄膜之一情況中，該絕緣薄膜18可在一高度折射材料及另一絕緣材料之一層積結構中製成。此外，作為該高度折射材料，較佳使用具有一負電位之一材料以便增加一暗電流抑制效應。除此之外，作為構成該絕緣薄膜18之一絕緣材料，可能使用一層氧化矽薄膜、一層氮化矽薄膜及一層氧氮化矽薄膜，且藉由一電漿CVD(化學氣相沈積)方法形成此等薄膜。此外，在該絕緣薄膜18由具有一負固定電荷之一薄膜形成之一情況中，如上文描述，可使用一CVD方法、一濺鍍方法、一原子層蒸鍍方法或類似方法。此後，一基底金屬層19形成在該絕緣薄膜18上方。可使用一濺鍍方法或一CVD方法形成該基底金屬層19。
接下來，如圖4A中展示，一抗蝕層26形成在該基底金屬層19上且其等藉由暴露及顯影被塑形為一預定遮罩圖案。此後，藉由將該抗蝕層26用作為一遮罩來執行蝕刻而形成該襯墊區段基底層19a、該無效像素光屏蔽薄膜19b及該像素間光屏蔽薄膜19c。圖4B係繪示圖4A中之該襯墊區段基底層19a、該無效像素光屏蔽薄膜19b及該像素間光屏蔽薄膜19c之示意平面組態之一圖。如圖4B中展示，該像素間光屏蔽薄膜19c形成為一晶格形狀使得該基板12之該等光電二極體PD上方之部分敞開，且形成該無效像素光屏蔽薄膜19b以便屏蔽該光學黑體區域51之整個表面。此外，該襯墊區段基底層19a經形成以便具有比在一稍後製程中形成之該第二開口部分22b更大的直徑。接著，在此實施例實例中，該襯墊區段基底層19a、該無效像素光屏蔽薄膜19b及該像素間光屏蔽薄膜19c經形成以彼此電連接。
接下來，如圖5中展示，該平坦化絕緣薄膜20經形成以便覆蓋該襯墊區段基底層19a、該無效像素光屏蔽薄膜19b及該像素間光屏蔽薄膜19c。在該平坦化絕緣薄膜20由一有機材料形成之一情況中，可藉由施加來形成該平坦化絕緣薄膜20，且在該平坦化絕緣薄膜20由一無機材料形成之一情況中，可藉由一CVD方法來形成該平坦化絕緣薄膜20。此後，按次序形成該彩色濾光片層27及該晶載透鏡層21。藉由形成具有對應於一期望波長之傳輸特性之一有機材料之一薄膜且執行圖案化而形成該彩色濾光片層27用於每一像素。此外，藉由施加一有機材料至整個層而形成該晶載透鏡層21以便覆蓋該彩色濾光片層27。
在此實施例實例中，因為在形成該彩色濾光片層27及該晶載透鏡層21之步驟中未形成該通孔22，所以可能阻止形成該彩色濾光片層27或該晶載透鏡層21時一有機材料之施加不均勻性。以此方式，可能在該像素內均勻形成該彩色濾光片層27或該晶載透鏡層21。
此外，在此步驟中，該晶載透鏡層21之表面被製成平坦的且不執行一透鏡形狀之處理。
接下來，如圖6中展示，藉由各向異性蝕刻形成該第一開口部分22a，其穿透該晶載透鏡層21、該襯墊區段基底層19a及該襯墊區域52中之該基板12且暴露形成在該配接線層13中之該表面電極襯墊區段15。在該各向異性蝕刻中，可使用，CF4 /O2 、CF4 或SF6 /O2 氣體，且氣體改變且用於蝕刻之每一材料。舉例而言，在蝕刻有機材料層(諸如該配接線層13、該絕緣薄膜18及該晶載透鏡層21)時使用以CF4 為主的氣體，且在蝕刻由矽製成之該基板12時使用以SF6 為主的氣體。此處，因為形成該第一開口部分22a使得該表面電極襯墊區段15暴露在底部處，所以考慮到敞開時之均勻匹配未對準或類似物，該表面電極襯墊區段15較佳形成為大於該第一開口部分22a之直徑約10微米。
順便提及，如在過去之一固態成像裝置中，在該表面電極襯墊區段上直接執行導線結合之一情況中，有必要形成一開口部分，其中暴露該表面電極襯墊區段，以便具有允許執行導線結合之一直徑，且有必要形成大約100奈米之該表面電極襯墊區段之直徑。另一方面，在此實施例實例中，因為形成該第一開口部分22a以便電連接該表面電極襯墊區段15及該背面電極襯墊區段24(稍後將描述)，所以可接受該貫通電極層23可形成在一開口內部(該通孔22內部)，且可接受該第一開口部分22a具有至少3微米或更多之一直徑。出於此原因，可接受該表面電極襯墊區段15之直徑形成為15微米至20微米之範圍中，即使其相對於該第一開口部分22a之直徑有大約+10微米之一餘量而形成。
以此方式，在此實施例實例中，相比於在該表面電極襯墊區段上執行導線結合之一情況中，可能形成更為減小之該表面電極襯墊區段15之直徑。即，可能減小該配接線層13中之該表面電極襯墊區段15之面積。
接下來，如圖7A中展示，在包圍該第一開口部分22a之一區域中藉由各向異性蝕刻移除該晶載透鏡層21及該平坦化絕緣薄膜20而形成該第二開口部分22b以便暴露該襯墊區段基底層19a之一部分之表面(下文中稱為一台階部分29)。在此蝕刻製程中，為了藉由蝕刻移除該平坦化絕緣薄膜20及該晶載透鏡層21，(舉例而言)使用以CF4 為主的氣體。
在圖7B中，展示在該通孔22區段中形成有該第一開口部分22a及該第二開口部分22b之一平面組態圖。如圖7B中展示，該第二開口部分22b形成大於該第一開口部分22a之直徑且小於該襯墊區段基底層19a之直徑。接著，藉由該第二開口部分22b與該第一開口部分22a之直徑間之差來判定該台階部分29之寬度W1，該台階部分29藉由形成該第二開口部分22b而暴露在該第二開口部分22b之底部處。該台階部分29係在一稍後製程中變成該背面電極襯墊區段24與該襯墊區段基底層19a之間之一連接部分之一部分。接著，因為在該台階部分29中準確電連接該背面電極襯墊區段24及該襯墊區段基底層19a，所以該台階部分29之該寬度W1較佳形成為不小於1微米且不大於10微米。
接著，如圖8中展示，藉由使用一濺鍍方法或一CVD方法，一電極材料層28形成在包含該通孔22之內表面及該晶載透鏡層21之上表面之整個表面上。形成在該晶載透鏡層21上之該電極材料層28在一稍後製程中用於構成該背面電極襯墊區段24及該貫通電極層23。出於此原因，該電極材料層28之厚度被設定為用於導線結合之一必需且充分薄膜厚度。用於導線結合之必需薄膜厚度係一結合導線與該背面電極襯墊區段24之一共晶反應必需之一薄膜厚度，且在該電極材料層28由(舉例而言)以Al-Si-Cu為主的合金形成之一情況中，該薄膜厚度較佳係500奈米或更大。在此實施例實例中，因為藉由一濺鍍方法或一CVD方法形成該電極材料層28，所以相比於使用一Cu鑲嵌技術形成該電極材料層28之一情況，污染風險小且可獲得成本之減小或產量之改良。
接下來，如圖9A中展示，執行圖案化使得該電極材料層28僅保留在該襯墊區域52中。以此方式，該貫通電極層23形成在該通孔22中且該背面電極襯墊區段24亦形成在該襯墊區域52之該晶載透鏡層21上方。圖9B係僅展示該背面電極襯墊區段24及該貫通電極層23之一平面圖。該背面電極襯墊區段24形成具有用於導線結合之一必需面積。接著，在此實施例實例中，因為該背面電極襯墊區段24形成在變成光入射側之最頂層處，所以該背面電極襯墊區段24可在不受該配接線層13之影響下自由佈置。出於此原因，可獲得晶片面積之一減小。此外，在此實施例實例中，該背面電極襯墊區段24經佈置向上延伸至該光學黑體區域51。出於此原因，可能進一步改良該光學黑體區域51中之一光屏蔽效應。
此外，散射材料在該背面電極襯墊區段24之圖案化處理時產生。然而，在此實施例實例中，因為該晶載透鏡層21在該有效像素區域50中還未處理為一透鏡形狀，所以相比於已處理一透鏡形狀之一情況，容易移除該等散射材料。出於此原因，可能減小由於在該背面電極襯墊區段24之圖案化處理時產生之該等散射材料引起之一缺陷。
此外，在此實施例實例中，因為形成該台階部分29使得該襯墊區段基底層19a暴露在該通孔22內，所以在該台階部分29處可良好電連接該貫通電極層23及該襯墊區段基底層19a。
接著，在形成該背面電極襯墊區段24之後，藉由在該有效像素區域50中之該晶載透鏡層21之表面中形成一凹凸形，形成該等晶載透鏡21a。此時，在該襯墊區域52中，因為該電極材料層28(該背面電極襯墊區段24)形成在該晶載透鏡層21上且該背面電極襯墊區段24充當一遮罩，所以不處理該晶載透鏡層21。
在做出如上文描述時，完成圖2中展示之該固態成像裝置。
在此實施例實例中，因為在形成該背面電極襯墊區段24或形成該貫通電極層23之後執行該晶載透鏡21a之形狀之處理，所以可能在不取決於該背面電極襯墊區段24或類似物之處理條件之情況下將該晶載透鏡21a處理為一預定形狀。此外，因為在形成該通孔22之前形成該晶載透鏡層21，所以減小由於一階梯或類似物之影響引起之施加不均勻性，使得可能減小該晶載透鏡21a之平面內不均勻性。此外，因為在形成該背面電極襯墊區段24之後執行該晶載透鏡21a之處理，所以可在形成該背面電極襯墊區段24時發生之散射金屬之保留、該晶載透鏡21a之形狀之坍塌或類似物不會發生。
在此實施例實例中，可能藉由連接一結合導線至該背面電極襯墊區段24上來執行至一外部終端之連接。在此實施例實例中，因為該背面電極襯墊區段24可佈置在最頂層處，所以可能容易執行結合，使得可能改良一組裝產量。
此外，在此實施例實例中，該襯墊區段基底層19a、該無效像素光屏蔽薄膜19b及該像素間光屏蔽薄膜19c彼此電連接且該襯墊區段基底層19a亦電連接至該背面電極襯墊區段24。因此，舉例而言，在一接地配接線連接至該背面電極襯墊區段24之一情況中，一接地定位供應至該表面電極襯墊區段15且一接地電位亦供應至該無效像素光屏蔽薄膜19b及該像素間光屏蔽薄膜19c，使得一電位穩定地保持。此外，因為形成該台階部分29，所以亦良好電連接該貫通電極層23及該襯墊區段基底層19a。
如上文描述，在製造此實施例實例之該固態成像裝置1之方法中，在形成該通孔22之前形成該晶載透鏡層21且在形成該通孔22、該貫通電極層23及該背面電極襯墊區段24之後執行該晶載透鏡21a之形狀之處理。因此，減小散射材料至該晶載透鏡21a之上部分之附接或該晶載透鏡21a之形狀之坍塌且可減小光凝聚特性之變化。接著，根據製造此實施例實例之該固態成像裝置1之方法，可形成該晶載透鏡21a之形狀而在一平面中無變化且該表面電極襯墊區段15亦可電連接至該背面電極襯墊區段24。
在此實施例實例之該固態成像裝置1中，已採取其中該襯墊區段基底層19a、該無效像素光屏蔽薄膜19b及該像素間光屏蔽薄膜19c形成為彼此電連接之一實例。然而，其等亦可形成為彼此分開且可不同地選擇其組態。下文中，將描述其中該襯墊區段基底層19a形成為與該無效像素光屏蔽薄膜19b及該像素間光屏蔽薄膜19c電分開之一實例。
2.第二實施例
在圖10A中，展示與本發明之第二實施例有關之一固態成像裝置之主要區段之一橫截面組態。因為此實施例實例之固態成像裝置之整體組態與圖1相同，所以省略重複闡述。此外，在圖10A中，相同元件符號應用於對應於圖2部分之部分且省略重複闡述。
此實施例實例之一固態成像裝置60係與該背面襯墊電極區段24分開用於一光屏蔽薄膜32之一襯墊區段設置在構成該光學黑體區域51之一無效像素光屏蔽薄膜49b上之一實例，如圖10A中展示。
圖10B係繪示此實施例實例之該固態成像裝置60中之一襯墊區段基底層49a、一無效像素光屏蔽薄膜49b及一像素間光屏蔽薄膜49c之一平面組態圖。在完成時，該第一開口部分22a形成在該襯墊區段基底層49a中。然而，在圖10B中，對應於第一實施例中之圖4B展示該襯墊區段基底層49a。在此實施例實例中，該無效像素光屏蔽薄膜49b及該像素間光屏蔽薄膜49c彼此電連接。然而，該襯墊區段基底層49a不電連接至該無效像素光屏蔽薄膜49b及該像素間光屏蔽薄膜49c。以此方式，在該襯墊區段基底層49a不電連接至該無效像素光屏蔽薄膜49b及該像素間光屏蔽薄膜49c之一情況中，有必要分開供應電壓至該無效像素光屏蔽薄膜49b。
在此實施例實例之該固態成像裝置60中，如圖10A中展示，暴露該無效像素光屏蔽薄膜49b之一開口部分30形成在該無效像素光屏蔽薄膜49b上方。接著，一電極層31形成在該開口部分30之底部及側壁上且用於與該電極層31連續形成之一光屏蔽薄膜32之襯墊區段形成在該透鏡材料層21上。即，在此實施例實例中，該無效像素光屏蔽薄膜49b透過該電極層31電連接至用於一光屏蔽薄膜32之該襯墊區段。此外，用於一光屏蔽薄膜32之該襯墊區段形成為與該背面電極襯墊區段24分開且用於一光屏蔽薄膜32之該襯墊區段用作為至一外部終端之一結合襯墊。
如圖10B中展示，在該襯墊區段基底層49a不電連接至該無效像素光屏蔽薄膜49b及該像素間光屏蔽薄膜49c之一情況中(如在此實施例實例中)，形成用於連接至該無效像素光屏蔽薄膜49b之一光屏蔽薄膜32之該襯墊區段。以此方式，可能供應一給定電壓至該無效像素光屏蔽薄膜49b及該像素間光屏蔽薄膜49c，且可能使該無效像素光屏蔽薄膜49b及該像素間光屏蔽薄膜49c之電位穩定地保持。
圖11係此實施例實例之該固態成像裝置60之一製程圖。此處，將僅給出關於與第一實施例中之製程不同之一製程之一描述。在此實施例實例中，在第一實施例實例中圖6之製程之後，如圖11中展示，在形成該第二開口部分22b的同時形成暴露該無效像素光屏蔽薄膜49b之該開口部分30。此後，在形成該貫通電極層23及該背面電極襯墊區段24的同時形成該電極層31及用於一光屏蔽薄膜32之該襯墊區段。因為其他製程與第一實施例中之製程相同，所以省略重複闡述。
舉例而言，此實施例實例可應用在該襯墊區段基底層49a用作為一接地配接線且該無效像素光屏蔽薄膜49b固定於一負電位之一情況中。在此情況中，因為該襯墊區段基底層49a扮演一保護環之角色，所以其電連接至該台階部分29中之該表面電極襯墊區段15。
如在此實施例實例中，亦在用於一光屏蔽薄膜32之該襯墊區段與該背面電極襯墊區段24分開設置之一情況中，可能在形成用於一光屏蔽薄膜32之該襯墊區段之後處理該晶載透鏡21a之形狀。出於此原因，可能減小該晶載透鏡21a之光凝聚特性之變化。除此之外，可獲得與第一實施例之效應相同的效應。
3.第三實施例
在圖12中，繪示與本發明之第三實施例有關之一固態成像裝置之主要區段之一橫截面組態。因為此實施例實例之一固態成像裝置61之整體組態與圖1相同，所以省略重複闡述。此外，在圖12中，相同元件符號應用於對應於圖2部分之部分且省略重複闡述。
此實施例實例之該固態成像裝置61係由藉由在該基板12中嵌入一絕緣材料而形成之一絕緣層33來執行該貫通電極層23與該基板12之間之絕緣之一實例。
如圖12中展示，在此實施例實例之該固態成像裝置61中，該絕緣層33形成在該基板12中以便包圍該第一開口部分22a。在形成該絕緣薄膜18之前，可藉由形成一開口以便穿透該基板12且在該開口中嵌入(舉例而言)一絕緣材料(諸如一層氧化矽薄膜)而形成該絕緣層33。
此外，在此實施例實例中，該絕緣層33較佳形成在該台階部分29正下方之一位置處且形成為落入該台階部分29之區域內之一形狀。以此方式，可最小化用於該絕緣層33之一必需面積。
在此實施例實例中，由經形成以便包圍該通孔22之該絕緣層維持該貫通電極層23與該基板12之間之絕緣。
接著，亦在此實施例實例中，可獲得與第一實施例之效應相同的效應。
4.第四實施例
在圖13中，繪示與本發明之第四實施例有關之一固態成像裝置之主要區段之一橫截面組態。因為此實施例實例之一固態成像裝置62之整體組態與圖1相同，所以省略重複闡述。此外，在圖13中，相同元件符號應用於對應於圖2部分之部分且省略重複闡述。
此實施例實例之該固態成像裝置62係由形成在該通孔22之側壁上之一絕緣薄膜34執行該貫通電極層23與該基板12之間之絕緣之一實例。
如圖13中展示，在此實施例實例之該固態成像裝置62中，由一層氧化矽薄膜製成之該絕緣薄膜34形成在該第一開口部分22a及該第二開口部分22b之側壁上。接著，該貫通電極層23形成在包含該絕緣薄膜34之該第一開口部分22a及該第二開口部分22b中。
圖14A及圖14B係繪示此實施例實例之該固態成像裝置62之製程圖。此處，將僅給出關於與第一實施例之製程不同之一製程之一描述。在此實施例實例中，如第一實施例實例中之圖7A中形成該通孔22之後，如圖14A中展示，由SiO2 製成之該絕緣薄膜34藉由一P-CVD方法或一CVD方法形成在包含該通孔22之內表面及該晶載透鏡層21之上表面之整個表面上。藉由使用一P-CVD方法或一CVD方法，可在該通孔22中形成具有良好覆蓋之該絕緣薄膜34。
藉由在該絕緣薄膜34之薄膜形成之後執行回蝕，如圖14B中展示，移除一不必需部分，諸如該第一開口部分22a之底部之該絕緣薄膜34或該第二開口部分22b之底部(台階部分29)之該絕緣薄膜34。此後，以與第一實施例相同的方式，可形成此實施例實例之該固態成像裝置62。
在此實施例實例中，因為由該第一開口部分22a暴露之該基板12由該絕緣薄膜34覆蓋，所以可阻止形成在該第一開口部分22a中之該貫通電極層23與該基板12彼此電連接。
接著，亦在此實施例實例中，可獲得與第一實施例之效應相同的效應。
5.第五實施例
在圖15中，繪示與本發明之第五實施例有關之一固態成像裝置之主要區段之一橫截面組態。此實施例實例之一固態成像裝置63被製成具有在分開基板中形成該成像區域3及該周邊電路區域且層積各自基板之一組態。即，此實施例實例之該固態成像裝置63係其中圖1之該固態成像裝置1之該成像區域3形成在變成光入射側之一上層區段中且該等周邊電路(諸如該垂直驅動電路4、該行信號處理電路5、該水平驅動電路6及該控制電路8)形成在一下層區段中之一實例。在圖15中，相同元件符號應用於對應於圖2部分之部分且省略重複闡述。
在此實施例實例之該固態成像裝置63中，一下層區段36b由一基板37及形成在該基板37上之一配接線層41構成。在該下層區段36b中，形成用於驅動該等周邊電路之複數個電晶體。然而，省略此等電晶體之說明。此外，在該下層區段36b之該配接線層41中，形成複數層(在圖15中為四層)之配接線1M至4M，其等之間內插有一夾層絕緣薄膜38。接著，在該襯墊區域52中，由最頂層之該配接線4M形成一表面電極襯墊區段39。
此外，製成一上層區段36a具有與第一實施例之該固態成像裝置1之組態相同的組態。然而，在此實施例實例中，該表面電極襯墊區段不形成在該上層區段36a之該配接線層13中。該上層區段36a之該配接線13及該下層區段36b之該配接線41透過一黏結層44彼此結合，藉此層積該上層區段36a及該下層區段36b。接著，形成自該上層區段36a側形成之一通孔42以便到達形成在該下層區段36b中之該表面電極襯墊區段39，且在該通孔42中，形成電連接該表面電極襯墊區段39至該背面電極襯墊區段24之一貫通電極層43。
在製造此實施例實例之該固態成像裝置63之一方法中，該上層區段36a(其根據第一實施例實例之圖5之製程而形成)及該下層區段36b(其中形成有構成該等周邊電路之該等電晶體或該配接線層41)透過該黏結層44彼此黏附使得層積該配接線層13及該配接線層41。此後，到達該下層區段36b之該表面電極襯墊區段39之一第一開口部分42a自該上層區段36a之背側形成。此後，以與第一實施例相同的方式，形成一第二開口部分42b，使得形成該通孔42。
接著，在形成該通孔42之後，以與第一實施例之圖8及圖9之製程相同的方式形成該貫通電極層23、該背面電極襯墊區段24及該晶載透鏡21a。以此方式，完成此實施例實例之該固態成像裝置63。
以此方式，亦在具有層積複數層(在此實施例實例中為兩層)之基板之一組態之情況中，可在形成該通孔42之前形成該晶載透鏡層21且可在形成該貫通電極層23之後處理該晶載透鏡21a之形狀。出於此原因，可減小該晶載透鏡21a之光凝聚特性之變化。除此之外，可獲得與第一實施例之效應相同的效應。
本發明並不限於應用於偵測可見光之入射光量之分佈且捕獲其作為一影像之一固態成像裝置，其亦可應用於捕獲紅外射線、X射線、粒子或類似物之入射量之分佈作為一影像之一固態成像裝置。此外，在一廣泛意義上，本發明一般而言可應用於偵測其他物理量(諸如壓力或靜電容量)之分佈且捕獲其作為一影像之一固態成像裝置(一物理量分佈偵測裝置)，諸如一指紋偵測感測器。
此外，本發明並不限於藉由以列為單元按次序掃描一像素區段之每一單元像素而讀出來自每一單元像素之一像素信號之一固態成像裝置。本發明亦可應用於一X-Y位址類型固態成像裝置，其選擇一像素單元中之一任意像素且讀出來自所選像素之一像素單元中之一信號。
此外，該固態成像裝置亦可係形成為單晶片之一形式且亦可係具有一成像功能之一模組狀形式，其中一像素區段及一信號處理區段或一光學系統封裝在一起。
此外，本發明並不限於應用於該固態成像裝置且亦可應用於一成像裝置。此處，該成像裝置意指一相機系統(諸如一數位照相機或一視訊攝影機)或具有一成像功能之電子裝備(諸如一行動電話)。此外，亦存在安裝在電子裝備中之上文模組狀形式之一情況，即，一相機模組被設定為一成像裝置。
6.第六實施例：電子裝備
接下來，將描述與本發明之第六實施例有關之電子裝備。圖16係與本發明之第六實施例有關之電子裝備200之一示意組態圖。
此實施例實例之該電子裝備200代表上文描述的本發明之第一實施例中之該固態成像裝置1用在電子裝備(一相機)中之一情況中之一實施例。
與此實施例有關之該電子裝備200包含該固態成像裝置1、一光學透鏡210、一快門裝置211、一驅動電路212及一信號處理電路213。
該光學透鏡210使來自一物體之影像光(入射光)在該固態成像裝置1之一成像區域上成像。以此方式，一有關信號電荷累積在該固態成像裝置1中達一特定時間段。
該快門裝置211控制至該固態成像裝置1之一光照射週期及一光屏蔽週期。
該驅動電路212供應一驅動信號，該驅動信號控制該固態成像裝置1之一傳輸操作及該快門裝置211之一快門操作。由自該驅動電路212供應之該驅動信號(一時序信號)執行該固態成像裝置1之信號傳輸。該信號處理電路213執行各種信號處理。已對其執行信號處理之一視訊信號儲存在一儲存媒體(諸如一記憶體)中或輸出至一監測器。
在此實施例實例之該電子裝備200中，因為在該固態成像裝置1中，減小該晶載透鏡之光凝聚特性之變化，所以可獲得影像品質之改良。
作為可應用該固態成像裝置1之該電子裝備200，其並不限於一相機且可應用於一數位照相機或用於行動裝備(諸如一行動電話)之一成像裝置(諸如一相機模組)。
在此實施例實例中，已採取該固態成像裝置1用在電子裝備中之一組態。然而，亦可能使用在上文描述的第二實施例至第五實施例中製造之該等固態成像裝置。
本發明含有與2010年10月12日在日本專利局申請之日本優先專利申請案JP 2010-229753中揭示的主旨有關之主旨，該案之全文內容以引用方式併入本文中。
熟習此項技術者應瞭解可取決於設計要求及其他因素發生各種修改、組合、子組合及更改，只要其等在隨附申請專利範圍及其等之等效物之範圍內。
1．．．固態成像裝置
2．．．像素
3．．．成像區域
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．．．垂直信號線
10．．．水平信號線
11．．．基板
12．．．基板
13．．．配接線層
14．．．夾層絕緣薄膜
15．．．表面電極襯墊區段
16．．．接觸區段
17．．．支撐基板
18．．．絕緣薄膜
19．．．基底金屬層
19a．．．襯墊區段基底層
19b．．．無效像素光屏蔽薄膜
19c．．．像素間光屏蔽薄膜
20．．．平坦化絕緣薄膜
21．．．晶載透鏡層
21a．．．晶載透鏡
22．．．通孔
22a．．．第一開口部分
22b．．．第二開口部分
23．．．貫通電極層
24．．．背面電極襯墊區段
25．．．絕緣層
26．．．抗蝕層
27．．．彩色濾光片層
28．．．電極材料層
29．．．台階部分
30．．．開口部分
31．．．電極層
32．．．光屏蔽薄膜
33．．．絕緣層
34．．．絕緣薄膜
36a．．．上層區段
36b．．．下層區段
37．．．基板
38．．．夾層絕緣薄膜
39．．．表面電極襯墊區段
41．．．配接線層
42．．．通孔
43．．．貫通電極層
44．．．黏結層
49a．．．襯墊區段基底層
49b．．．無效像素光屏蔽薄膜
49c．．．像素間光屏蔽薄膜
50．．．有效像素區域
51．．．光學黑體區域
52．．．襯墊區域
60．．．固態成像裝置
61．．．固態成像裝置
62．．．固態成像裝置
63．．．固態成像裝置
200．．．電子裝備
210．．．光學透鏡
211．．．快門裝置
212．．．驅動電路
213．．．信號處理電路
1M．．．配接線
2M．．．配接線
3M．．．配接線
4M．．．配接線
圖1係繪示與本發明之一第一實施例有關之一固態成像裝置之整體之一示意組態圖。
圖2係與本發明之第一實施例有關之固態成像裝置之主要區段之一橫截面組態圖。
圖3係與本發明之第一實施例有關之固態成像裝置之一製程圖(部分1)。
圖4A及圖4B分別係繪示與本發明之第一實施例有關之固態成像裝置之一製程之一橫截面組態圖(部分2)及繪示該固態成像裝置之一襯墊區段基底層、一無效像素光屏蔽薄膜及一像素間光屏蔽薄膜之示意平面組態之一圖。
圖5係與本發明之第一實施例有關之固態成像裝置之一製程圖(部分3)。
圖6係與本發明之第一實施例有關之固態成像裝置之一製程圖(部分4)。
圖7A及圖7B分別係繪示與本發明之第一實施例有關之固態成像裝置之一製程圖(部分5)及在一通孔區段中形成有一第一開口部分及一第二開口部分之一平面組態圖。
圖8係與本發明之第一實施例有關之固態成像裝置之一製程圖(部分6)。
圖9A及圖9B分別係與本發明之第一實施例有關之固態成像裝置之一製程圖及僅繪示該固態成像裝置之一背面電極襯墊區段及一貫通電極層之一平面圖。
圖10A及圖10B分別係與本發明之一第二實施例有關之一固態成像裝置之主要區段之一橫截面組態圖及繪示該固態成像裝置之一襯墊區段基底層、一無效像素光屏蔽薄膜及一像素間光屏蔽薄膜之一平面組態圖。
圖11係繪示與本發明之第二實施例有關之固態成像裝置之一製程之一橫截面組態圖。
圖12係與本發明之一第三實施例有關之一固態成像裝置之主要區段之一橫截面組態圖。
圖13係與本發明之一第四實施例有關之一固態成像裝置之主要區段之一橫截面組態圖。
圖14A及圖14B係與本發明之第四實施例有關之固態成像裝置之製程圖(部分1及部分2)。
圖15係與本發明之一第五實施例有關之一固態成像裝置之主要區段之一橫截面組態圖。
圖16係與本發明之一第六實施例有關之電子裝備之一示意橫截面組態圖。
12．．．基板
13．．．配接線層
14．．．夾層絕緣薄膜
15．．．表面電極襯墊區段
16．．．接觸區段
17．．．支撐基板
18．．．絕緣薄膜
19a．．．襯墊區段基底層
19b．．．無效像素光屏蔽薄膜
19c．．．像素間光屏蔽薄膜
20．．．平坦化絕緣薄膜
21．．．晶載透鏡層
21a．．．晶載透鏡
22．．．通孔
22a．．．第一開口部分
22b．．．第二開口部分
23．．．貫通電極層
24．．．背面電極襯墊區段
25．．．絕緣層
27．．．彩色濾光片層
50．．．有效像素區域
51．．．光學黑體區域
52．．．襯墊區域
1M．．．配接線
2M．．．配接線
3M．．．配接線
4M．．．配接線

Claims (12)

  1. 一種固態成像裝置，其包括：一基板，其中形成包含一光電轉換區段之複數個像素，該基板具有一後側及一背側；一配接線層，其形成在該基板之前側上；一表面電極襯墊區段，其形成在該配接線層中；一光屏蔽薄膜，其形成在該基板之該後側上；一襯墊區段基底層，其與該光屏蔽薄膜形成在相同層中；一晶載透鏡層，其在該基板之該後側處形成在該光屏蔽薄膜及該襯墊區段基底層上方；一背面電極襯墊區段，其形成在該晶載透鏡層上方；一通孔，其形成以穿透該晶載透鏡層、該襯墊區段基底層及該基板以便暴露該表面電極襯墊區段；及一貫通電極層，其形成在該通孔中且連接該表面電極襯墊區段及該背面電極襯墊區段，其中，該光屏蔽薄膜包含：一像素間光屏蔽薄膜，其在相鄰像素之間屏蔽；及一無效像素光屏蔽薄膜，其用於屏蔽該複數個像素之間之一無效像素區域。
  2. 如請求項1之固態成像裝置，其中該貫通電極層電連接該表面電極襯墊區段、該背面電極襯墊區段及該襯墊區段基底層。
  3. 如請求項1之固態成像裝置，其中該像素間光屏蔽薄膜及該無效像素光屏蔽薄膜彼此電連接。
  4. 如請求項3之固態成像裝置，其中該像素間光屏蔽薄膜、該無效像素區域及該襯墊區段基底層彼此電連接。
  5. 如請求項1之固態成像裝置，其中該通孔包含：一第一開口部分，其形成使得該表面電極襯墊區段暴露於光入射側；及一第二開口部分，其經形成具有比該第一開口部分更大之一直徑且其形成使得該襯墊區段基底層暴露於該光入射側。
  6. 如請求項1之固態成像裝置，其中該背面電極襯墊區段經形成以便向上延伸至該無效像素光屏蔽薄膜上方。
  7. 一種電子裝備，其包括：一光學透鏡；一固態成像裝置，其包含：一基板，其中形成有複數個像素，每一像素具有根據所接收光量產生一信號電荷之一光電轉換區段；一配接線層，其形成在該基板之一前側上；一表面電極襯墊區段，其形成在該配接線層中；一光屏蔽薄膜，其形成在該基板之一背側上；一襯墊區段基底層，其與該光屏蔽薄膜形成在相同層中；一晶載透鏡層，其形成在該基板之一背側處在該光屏蔽薄膜及該襯墊區段基底層之一上層之一光入射側上；一背面電極襯墊區段，其形成在該晶載透鏡層上方；一通孔，其形成以穿透該晶載透鏡層、該襯墊區段基底層及該基板以便暴露該表面電極襯墊區段；及一電極層，其透過該通孔連接該表面電極襯墊區段及該背面電極襯墊區段，且由該光學透鏡凝聚之光入射在其上；及 一信號處理電路，其處理自該固態成像裝置輸出之一輸出信號，其中，該光屏蔽薄膜包含：一像素間光屏蔽薄膜，其在相鄰像素之間屏蔽；及一無效像素光屏蔽薄膜，其用於屏蔽該複數個像素之間之一無效像素區域。
  8. 如請求項7之電子裝備，其中該貫通電極層電連接該表面電極襯墊區段、該背面電極襯墊區段及該襯墊區段基底層。
  9. 如請求項7之電子裝備，其中該像素間光屏蔽薄膜及該無效像素光屏蔽薄膜彼此電連接。
  10. 如請求項9之電子裝備，其中該像素間光屏蔽薄膜、該無效像素區域及該襯墊區段基底層彼此電連接。
  11. 如請求項7之電子裝備，其中該通孔包含：一第一開口部分，其形成使得該表面電極襯墊區段暴露於光入射側；及一第二開口部分，其經形成具有比該第一開口部分更大之一直徑且其形成使得該襯墊區段基底層暴露於該光入射側。
  12. 如請求項7之電子裝備，其中該背面電極襯墊區段經形成以便向上延伸至該無效像素光屏蔽薄膜上方。
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