TWI823949B - 感測器元件及電子機器 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種可謀求提高感測器感度之感測器元件及電子機器。 在半導體層中形成有接收特定波長頻帶之光且進行光電轉換之光電轉換元件，在相對於半導體層成為供光入射之側之受光面設置有抑制光反射之反射抑制部，且在相對於受光面成為半導體層之相反側之電路面設置有抑制自受光面入射之光透過半導體層之透過抑制部。本發明例如可應用於背面照射型CMOS圖像感測器。

Description

感測器元件及電子機器
本發明係關於一種感測器元件及電子機器，尤其是關於一種可謀求提高感測器感度之感測器元件及電子機器。
先前，在CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合裝置)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補式金屬氧化物半導體)圖像感測器等固體攝像元件中，結晶矽被用作光吸收層或光電轉換部等。且，矽係由其物理參數、具體而言複折射率之虛部(所謂之光吸收係數)為小且在能階上具有1.1 eV之帶隙之半導體構成。因而，為提高在近紅外線之感度及量子效率等，而必須將矽基板自身增厚。
另一方面，在與固體攝像元件同樣地利用結晶矽之太陽能電池之用途中，為了使其發電效率及成本等最小化，而要求使用限定之素材來最大限地吸收光，提高發電效率。因而，在太陽能電池之用途中，通常，設置有光捕捉構造(Light trapping structure)。
且說，因背面照射型固體攝像元件為矽基板變薄之構造，而自受光面入射之入射光在作為光吸收層之矽基板之內部傳播，且自相對於受光面為相反側之電路面透過之成分佔主導地位。因而，除如矽基板具有充分之厚度(例如100 μm等)之構成以外，可視、紅外線波長頻帶中長波長成分在矽基板內無法充分地進行光電轉換，其結果為成為感度及量子效率等降低之主要原因。
因而，如專利文獻1所揭示般，例如進行在二維配置之各像素之光電轉換區域之受光面側界面設置凹凸構造，利用該凹凸構造繞射光之固體攝像裝置之開發。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻１]日本特開2015-29054號公報
[發明所欲解決之問題]
且說，在上述之專利文獻1中揭示之固體攝像裝置藉由可將自受光面朝矽基板入射之入射光之繞射成分中之1級繞射光捕捉於矽基板內之構造，而謀求提高感測器感度。另一方面，由於為無法將0級光成分高效率地捕捉於矽基板內之構造，故實施進一步之改善，而追求提高感測器感度。
本發明係鑒於如上述之狀況而完成者，係可謀求提高感測器感度者。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣之感測器元件具備：半導體層，其供形成接收特定波長頻帶之光且進行光電轉換之光電轉換元件；反射抑制部，其在相對於前述半導體層成為供前述光入射之側之第1面中，抑制前述光反射；及透過抑制部，其在相對於前述第1面成為前述半導體層之相反側之第2面中，抑制自前述第1面入射之前述光透過前述半導體層。
本發明之一態樣之電子機器具備感測器元件，且該感測器元件具有：半導體層，其供形成接收特定波長頻帶之光且進行光電轉換之光電轉換元件；反射抑制部，其在相對於前述半導體層成為供前述光入射之側之第1面中，抑制前述光反射；及透過抑制部，其在相對於前述第1面成為前述半導體層之相反側之第2面中，抑制自前述第1面入射之前述光透過前述半導體層。
在本發明之一態樣中，在相對於供形成接收特定波長頻帶之光且進行光電轉換之光電轉換元件的半導體層成為供光入射之側之第1面中，藉由反射抑制部而抑制光反射，在相對於第1面成為半導體層之相反側之第2面中，藉由透過抑制部而抑制自第1面入射之光透過半導體層。 [發明之效果]
根據本發明之一態樣可謀求提高感測器感度。
此外，不一定限定於此處所記載之效果，可為在本發明中所記載之任一效果。
以下，針對應用本發明之具體的實施形態，一面參照圖式一面詳細地說明。
＜第1實施形態之像素之第1構成例＞ 圖1係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第1實施形態之第1構成例的圖。在圖1之A中顯示像素11之剖面構成例，在圖1之B中示意性顯示朝像素11入射之入射光繞射或反射之狀況。
如圖1所示，像素11構成為在感測器基板21之受光面側積層有晶片上透鏡層22，在相對於該受光面朝向相反之電路面側積層有配線層23。即，像素11例如為於在矽基板之製造製程中之表面側介隔著配線層23積層有電路基板(未圖示)且光照射於背面側的背面照射型圖像感測器中應用本發明的構成。毋庸置疑，可在表面照射型圖像感測器中應用本發明。
在感測器基板21中，以包圍形成有接收特定波長頻帶之光且進行光電轉換之光電轉換部的半導體層31之周圍之方式，形成用於將相鄰之像素11彼此分離之元件分離構造即DTI(Deep Trench Isolation，深溝渠隔離)32。例如，DTI 32係在自受光面側深挖半導體層31而形成之槽部埋入絕緣物(例如SiO2)而構成。又，DTI 32在圖1所示之例中，於半導體層31之電路面側中，以成為在與相鄰之像素11之間連接有半導體層31之狀態的深度形成。
又，在像素11中，在半導體層31之受光面形成有用於抑制朝半導體層31入射之光之反射之反射抑制部33。
反射抑制部33例如由藉由以特定間隔設置包含依照構成半導體層31之單晶矽晶圓之晶面之密勒指數之傾斜角度之斜面的複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之凹凸構造構成。具體而言，反射抑制部33係由單晶矽晶圓之晶面之密勒指數為110或111，且複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀之相鄰之頂點彼此之間隔為200 nm以上且1000 nm以下之凹凸構造構成。
而且，在像素11中，在半導體層31之電路面形成有抑制朝半導體層31入射之光透過半導體層31之透過抑制部34。
透過抑制部34例如由藉由以特定間隔深挖相對於半導體層31之電路面成為凹形狀之複數個淺型溝渠即STI(Shallow Trench Isolation，淺溝渠隔離)而形成之凹凸構造構成。亦即，透過抑制部34係以與形成DTI 32之溝渠同樣之製程形成，但較DTI 32之溝渠之深度更淺地形成。具體而言，透過抑制部34係由以100 nm以上之深度深挖溝渠，且相鄰之溝渠彼此之間隔為100 nm以上且1000 nm以下之凹凸構造構成。
晶片上透鏡層22係由用於將朝感測器基板21照射之光在每一像素11集光之微透鏡41構成。又，晶片上透鏡層22例如在自半導體層31之受光面側朝DTI 32埋入絕緣物之工序中，相對於藉由該絕緣物而平坦化之平坦之面而積層。
配線層23為相對於半導體層31之電路面成膜有光學上為薄之絕緣膜51，且介隔著絕緣膜51積層有閘極電極52a及52b，進而形成有藉由層間絕緣膜53而相互絕緣之複數條多層配線54的構成。
如此，像素11為在半導體層31之受光面設置有反射抑制部33，且在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34之構造，透過抑制部34係由包含複數個淺型溝渠之凹凸構造構成。
而且，如圖1之B所示，朝半導體層31入射之入射光在反射抑制部33繞射，該入射光中之在半導體層31中直線傳播之0級光成分係由透過抑制部34之凹凸構造抑制透過半導體層31。又，該入射光中之在反射抑制部33繞射之1級光成分當在DTI 32反射後，在半導體層31之透過抑制部34也反射。
如此，像素11可利用DTI 32及透過抑制部34之組合捕捉朝半導體層31入射之入射光、亦即抑制自半導體層31朝外透過。藉此，像素11可為限定之半導體層31之厚度，尤其是，可改善自紅波長以至近紅外線之光吸收效率。其結果為，像素11可特別提高該等波段之感度及量子效應等，而可謀求提高感測器感度。
此處，參照圖2，針對先前之構造之像素11A及像素11B之光之透過進行說明。
在圖2之A中顯示具備感測器基板21A之構造之像素11A，該感測器基板21A未設置反射抑制部33及透過抑制部34，而在半導體層31之受光面形成有平坦面35a，且在半導體層31之電路面形成有平坦面35b。在像素11A中，朝半導體層31入射之入射光在平坦面35a中不繞射，在半導體層31中直線傳播且自平坦面35b朝配線層23透過。
在圖2之B中顯示具備感測器基板21B之構造之像素11B，該感測器基板21B為未置透過抑制部34，而在半導體層31之受光面設置有反射抑制部33，且在半導體層31之電路面形成有平坦面35b。在像素11B中，朝半導體層31入射之入射光在反射抑制部33中繞射，該1級光成分在平坦面35b之界面引起全反射，而捕捉於像素11B內。另一方面，繞射光之0級光成分在半導體層31中直線傳播且自平坦面35b朝配線層23透過。
如此，入射光自半導體層31朝配線層23透過，而先前之構造之像素11A及像素11B無法高效率地捕捉入射光。
相對於此，如參照上述之圖1之B所說明般，在像素11中，可顯著提高捕捉構造(light trapping pixel，光捕捉像素)之效果，抑制入射光之0級光成分朝配線層23透過，而可高效率地捕捉入射光。藉此，像素11可在限定之半導體層31之厚度下使近紅外線之感度及量子效率最大化，較像素11A及像素11B可謀求提高感測器感度。
參照圖3，針對複數個像素11呈陣列狀配置而成之感測器元件即固體攝像元件101之構成例進行說明。在圖3中顯示3個像素11-1至11-3之剖面構成。此外，在圖3中省略圖1所示之配線層23之圖示。
如圖3所示，固體攝像元件101在感測器基板21及晶片上透鏡層22之間積層有濾光器層24。此外，可在感測器基板21及濾光器層24之間形成平坦化膜。
濾光器層24構成為選擇性地透過像素11-1至11-3接收之波長頻帶之光之彩色濾光器層61-1至61-3就各個像素11-1至11-3之每一者配置。例如，在濾光器層24中利用透過可視光之波長頻帶(例如波長400 nm～700 nm)之可視彩色濾光器層。而且，彩色濾光器層61-1透過紅色之波長頻帶之光，彩色濾光器層61-2透過綠色之波長頻帶之光，彩色濾光器層61-3透過藍色之波長頻帶之光。又，作為濾光器層24可採用除透過可視光之波長頻帶之光以外，例如還配置截止可視光之波長頻帶之光且透過近紅外線之波長頻帶(例如波長700 nm～1100 nm)之IR(Infrared，紅外線)透過型濾光器層的構成。
又，在固體攝像元件101中，就像素11-1至11-3之每一者，在半導體層31-1至31-3形成有光電轉換部36-1至36-3。光電轉換部36-1接收透過彩色濾光器層61-1之光且進行光電轉換，光電轉換部36-2接收透過彩色濾光器層61-2之光且進行光電轉換，光電轉換部36-3接收透過彩色濾光器層61-3之光且進行光電轉換。
而且，固體攝像元件101構成為在像素11-1至11-3中，於各個半導體層31-1至31-3之電路面設置有透過抑制部34-1至34-3。
在如上述般構成之固體攝像元件101中，像素11-1至11-3可高效率地對各個波長頻帶之光予以光電轉換，而可拍攝更高感度之圖像。
在圖4中顯示固體攝像元件101之像素11之平面配置之一例。
例如，固體攝像元件101可採用在特定數之像素11共有電晶體之像素共有構造。在圖4中顯示配置為2×4之8個像素11-1至11-8之像素共有構造之示意圖。
如圖4所示，在像素共有構造中，對於像素11-1至11-8各者設置有傳送電晶體71-1至71-8。又，在像素共有構造中，對於像素11-1至11-8，共有而使用之放大電晶體72、選擇電晶體73、及重置電晶體74各設置一個。而且，用於該等像素11-1至11-8之驅動之電晶體配置於半導體層31之電路面側。
因而，設置於半導體層31之電路面之透過抑制部34-1至34-8在自電路面側俯視固體攝像元件101時，就像素11-1至11-8之每一者形成於如圖示之有效像素區域37-1至37-8。此處，有效像素區域37-1至37-8為自像素11-1至11-8各者之區域去除配置有傳送電晶體71-1至71-8、放大電晶體72、選擇電晶體73、及重置電晶體74之範圍的區域。
例如，像素11-1之有效像素區域37-1係自電路面側俯視，配置有圖3所示之光電轉換部36-1之區域，且為去除供配置傳送電晶體71-1之範圍之區域。又，針對像素11-2至11-8之有效像素區域37-2至37-8亦然，為同樣之區域。
在圖5中顯示圖4所示之像素11-1至11-8之像素共有構造之電路圖。
如圖5所示，在像素11-1至11-8中，光電轉換部36-1至36-8分別經由傳送電晶體71-1至71-8連接於FD部75，FD部75係由像素11-1至11-8共有地使用。而且，FD部75連接於放大電晶體72之閘極電極，放大電晶體72之源極連接於垂直信號線76，且放大電晶體72之汲極經由選擇電晶體73連接於Vdd電源。又，FD部75經由重置電晶體74連接於Vdd電源。
像素11-1至11-8可採用此電路構成之像素共有構造。此外，在以下所說明之各構成例中亦然，可採用與圖5所示之構造同樣之電路構成之像素共有構造。
＜第1實施形態之像素之第2構成例＞ 圖6係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第1實施形態之第2構成例的圖。在圖6之A中顯示像素11C之剖面構成例，在圖6之B中示意性顯示朝像素11C入射之入射光繞射或反射之狀況。此外，針對圖6所示之像素11C之構成，針對與圖1之像素11共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖6所示，像素11C與圖1之像素11同樣地構成為在感測器基板21C之受光面側積層有晶片上透鏡層22，且在感測器基板21C之電路面側積層有配線層23。又，像素11C與圖1之像素11同樣地在半導體層31之受光面形成有反射抑制部33。
另一方面，在像素11C之感測器基板21C中，設置於半導體層31之電路面之透過抑制部34C為與圖1之像素11之透過抑制部34不同之構成。
亦即，透過抑制部34C例如由藉由以特定間隔配置相對於半導體層31之電路面成為凸形狀之複數個虛設電極而形成之凹凸構造構成。例如，構成透過抑制部34C之虛設電極可與閘極電極52同樣地利用多晶矽形成，介隔著絕緣膜51相對於半導體層31之電路面而積層。又，該虛設電極設為電性浮動、或固定於接地電位。
具體而言，透過抑制部34C係由以100 nm以上之高度形成虛設電極且相鄰之虛設電極彼此之間隔為100 nm以上且1000 nm以下之凹凸構造構成。
如此，像素11C為在半導體層31之受光面設置有反射抑制部33，且在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34C之構造，透過抑制部34C係由包含複數個虛設電極之凹凸構造構成。而且，透過抑制部34C與圖1之透過抑制部34同樣地可抑制在半導體層31中直線傳播之0級光成分自半導體層31朝外透過。
因而，像素11C與圖1之像素11同樣地，可利用DTI 32及透過抑制部34C之組合捕捉朝半導體層31入射之入射光，其結果為可謀求提高感測器感度。
在圖7中，與圖3同樣地顯示複數個像素11C呈陣列狀配置而成之固體攝像元件101C之3個像素11C-1至11C-3之剖面構成。此外，針對圖7所示之固體攝像元件101C之構成，針對與圖3之固體攝像元件101共通之構成賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖7所示，固體攝像元件101C構成為在像素11C-1至11C-3中，於各個半導體層31-1至31-3之電路面設置有透過抑制部34C-1至34C-3。
在如上述般構成之固體攝像元件101C中，像素11C-1至11C-3可高效率地對各個波長頻帶之光予以光電轉換，而可拍攝更高感度之圖像。
在圖8中，與圖4同樣地顯示固體攝像元件101C之8個像素11C-1至11C-8之平面配置之一例。此外，針對圖8所示之像素11C-1至11C-8之構成，針對與圖4之像素11-1至11-8共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖8所示，設置於半導體層31之電路面之透過抑制部34C-1至34C-8在自電路面側俯視固體攝像元件101C時，就像素11C-1至11C-8之每一者形成於如圖示之有效像素區域37-1至37-8。
＜第1實施形態之像素之第3構成例＞ 圖9係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第1實施形態之第3構成例的圖。在圖9A中顯示像素11D之剖面構成例，在圖9B中示意性顯示朝像素11D入射之入射光繞射或反射之狀況。此外，針對圖9所示之像素11D之構成，針對與圖1之像素11共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖9所示，像素11D與圖1之像素11同樣地構成為在感測器基板21D之受光面側積層有晶片上透鏡層22，且在感測器基板21D之電路面側積層有配線層23。又，像素11D與圖1之像素11同樣地在半導體層31之受光面形成有反射抑制部33。
另一方面，在像素11D之感測器基板21D中，設置於半導體層31之電路面之透過抑制部34D為與圖1之像素11之透過抑制部34不同之構成。
亦即，透過抑制部34D例如構成為組合有藉由以特定間隔深挖相對於半導體層31之電路面成為凹形狀之複數個淺型溝渠而形成之凹凸構造、與藉由以特定間隔配置相對於半導體層31之電路面成為凸形狀之複數個虛設電極而形成之凹凸構造。即，透過抑制部34D為組合有圖1所示之透過抑制部34、與圖6所示之透過抑制部34C之構成。
具體而言，透過抑制部34D係由以100 nm以上之深度深挖且相鄰者彼此之間隔為100 nm以上且1000 nm以下之溝渠、與以100 nm以上之高度形成且相鄰者彼此之間隔為100 nm以上且1000 nm以下之虛設電極的凹凸構造構成。又，該虛設電極介隔著絕緣膜51相對於半導體層31之電路面而積層，設為電性浮動、或固定於接地電位。
如此，像素11D為在半導體層31之受光面設置有反射抑制部33，且在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34D之構造，透過抑制部34D係由包含複數個淺型溝渠與複數個虛設電極之凹凸構造構成。而且，透過抑制部34D與圖1之透過抑制部34及圖6之透過抑制部34C同樣地可抑制在半導體層31中直線傳播之0級光成分自半導體層31朝外透過。
因而，像素11D與圖1之像素11同樣地，可利用DTI 32及透過抑制部34D之組合捕捉朝半導體層31入射之入射光，其結果為可謀求提高感測器感度。
在圖10中，與圖3同樣地顯示複數個像素11D呈陣列狀配置而成之固體攝像元件101D之3個像素11D-1至11D-3之剖面構成。此外，針對圖10所示之固體攝像元件101D之構成，針對與圖3之固體攝像元件101共通之構成賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖10所示，固體攝像元件101D構成為在像素11D-1至11D-3中，於各個半導體層31-1至31-3之電路面設置有透過抑制部34D-1至34D-3。
在如上述般構成之固體攝像元件101D中，像素11D-1至11D-3可高效率地對各個波長頻帶之光予以光電轉換，而可拍攝更高感度之圖像。
在圖11中，與圖4同樣地顯示固體攝像元件101D之8個像素11D-1至11D-8之平面配置之一例。此外，針對圖11所示之像素11D-1至11D-8之構成，針對與圖4之像素11-1至11-8共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖11所示，設置於半導體層31之電路面之透過抑制部34D-1至34D-8在自電路面側俯視固體攝像元件101D時，就像素11D-1至11D-8之每一者形成於如圖示之有效像素區域37-1至37-8。
＜第1實施形態之像素之第4構成例＞ 圖12係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第1實施形態之第4構成例的圖。在圖12之A中顯示像素11E之剖面構成例，在圖12之B中示意性顯示朝像素11E入射之入射光繞射或反射之狀況。此外，針對圖12所示之像素11E之構成，針對與圖1之像素11共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖12所示，像素11E與圖1之像素11同樣地構成為在感測器基板21E之受光面側積層有晶片上透鏡層22，且在感測器基板21E之電路面側積層有配線層23。又，像素11E與圖1之像素11同樣地在半導體層31之受光面形成有反射抑制部33。
又，在像素11E中，設置於半導體層31之電路面之透過抑制部34E與圖9之透過抑制部34D同樣地由包含複數個淺型溝渠與複數個虛設電極之凹凸構造構成。藉此，像素11E與圖9之像素11D同樣地可抑制在半導體層31中直線傳播之0級光成分自半導體層31朝外透過。
再者，在像素11E之感測器基板21E中，分離半導體層31之DTI 32E為與圖1之像素11之DTI 32不同之構成。
亦即，相對於在圖1之像素11中，於半導體層31之電路面側中，以成為在與相鄰之像素11之間連接有半導體層31之狀態之方式形成DTI 32，而在像素11E中，DTI 32E為如在與相鄰之像素11之間完全分離半導體層31之貫通構造。
如此，像素11E為在半導體層31之受光面設置有反射抑制部33，且在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34E之構造，透過抑制部34E係由包含複數個淺型溝渠與複數個虛設電極之凹凸構造構成。再者，像素11E之DTI 32E為貫通構造。
藉此，像素11E藉由貫通構造之DTI 32E而可確實地防止光朝相鄰之像素11E洩漏。因而，像素11E可利用DTI 32E及透過抑制部34E之組合更確實地捕捉朝半導體層31入射之入射光，其結果為可進一步提高感測器感度。
在圖13中，與圖3同樣地顯示複數個像素11E呈陣列狀配置而成之固體攝像元件101E之3個像素11E-1至11E-3之剖面構成。此外，針對圖13所示之固體攝像元件101E之構成，針對與圖3之固體攝像元件101共通之構成賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖13所示，固體攝像元件101E構成為在像素11E-1至11E-3中，於各個半導體層31-1至31-3之電路面設置有透過抑制部34E-1至34E-3。而且，藉由貫通構造之DTI 32E而像素11E-1至11E-3彼此被完全分離。
在如上述般構成之固體攝像元件101E中，像素11E-1至11E-3可高效率地對各個波長頻帶之光予以光電轉換，而可拍攝更高感度之圖像。
此外，固體攝像元件101E之像素11E之平面配置與圖11所示之固體攝像元件101D之像素11D之平面配置同樣，而省略其圖示及說明。
＜第1實施形態之像素之第5構成例＞ 圖14係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第1實施形態之第5構成例的圖。在圖14A中顯示像素11F之剖面構成例，在圖14B中示意性顯示朝像素11F入射之入射光繞射或反射之狀況。此外，針對圖14所示之像素11F之構成，針對與圖1之像素11共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖14所示，像素11F與圖1之像素11同樣地構成為在感測器基板21F之受光面側積層有晶片上透鏡層22，且在感測器基板21F之電路面側積層有配線層23。又，像素11F與圖1之像素11同樣地在半導體層31之受光面形成有反射抑制部33。
另一方面，像素11F在感測器基板21F中，為設置於半導體層31之電路面之透過抑制部34D與圖1之像素11之透過抑制部34不同之構成。
亦即，透過抑制部34F例如與反射抑制部33同樣地，由藉由以特定間隔設置包含依照構成半導體層31之單晶矽晶圓之晶面之密勒指數之傾斜角度之斜面的複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之凹凸構造構成。具體而言，透過抑制部34F係由單晶矽晶圓之晶面之密勒指數為110或111，且複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀之相鄰之頂點彼此之間隔為200 nm以上且1000 nm以下之凹凸構造構成。
例如，在像素11F中，可採用如將單晶矽晶圓之晶面之密勒指數設為111而形成反射抑制部33，將單晶矽晶圓之晶面之密勒指數設為110而形成透過抑制部34F的組合。毋庸置疑，各者之密勒指數可設為相反，可將單晶矽晶圓之晶面之密勒指數設為110而形成反射抑制部33，將單晶矽晶圓之晶面之密勒指數設為111而形成透過抑制部34F。
此處，參照圖15，針對反射抑制部33及透過抑制部34F之形狀進行說明。在圖15之A中顯示剖面示意圖，在圖15之B中顯示立體示意圖。
在圖15中顯示反射抑制部33及透過抑制部34F由4個倒四角錐形狀形成之構成例。
如圖15之A所示，例如，形成為構成反射抑制部33之凹凸構造之斜面之角度為57ﾟ，構成透過抑制部34F之凹凸構造之斜面之角度為45ﾟ。又，如圖15之B所示，反射抑制部33之凹凸構造之方位與透過抑制部34F之凹凸構造相對地偏移45ﾟ。
此外，在反射抑制部33與透過抑制部34F各者中，四角錐形狀或倒四角錐形狀之個數不限定於圖15所示之例。
例如，如圖16所示之變化例般，可採用透過抑制部34F’由1個四角錐形狀形成之構成。
如此，像素11F為在半導體層31之受光面設置有反射抑制部33，且在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34F之構造，透過抑制部34F係由藉由以特定間隔設置複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之凹凸構造構成。而且，透過抑制部34F與圖1之透過抑制部34同樣地可抑制在半導體層31中直線傳播之0級光成分自半導體層31朝外透過。
因而，像素11F與圖1之像素11同樣地，可利用DTI 32及透過抑制部34F之組合捕捉朝半導體層31入射之入射光，其結果為可謀求提高感測器感度。
在圖17中，與圖3同樣地顯示複數個像素11F呈陣列狀配置而成之固體攝像元件101F之3個像素11F-1至11F-3之剖面構成。此外，針對圖17所示之固體攝像元件101F之構成，針對與圖3之固體攝像元件101共通之構成賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖17所示，固體攝像元件101F構成為在像素11F-1至11F-3中，於各個半導體層31-1至31-3之電路面設置有透過抑制部34F-1至34F-3。
在如上述般構成之固體攝像元件101F中，像素11F-1至11F-3可高效率地對各個波長頻帶之光予以光電轉換，而可拍攝更高感度之圖像。
在圖18中，與圖4同樣地顯示固體攝像元件101F之8個像素11F-1至11F-8之平面配置之一例。此外，針對圖18所示之像素11F-1至11F-8之構成，針對與圖4之像素11-1至11-8共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖18所示，設置於半導體層31之電路面之透過抑制部34F-1至34F-8在自電路面側俯視固體攝像元件101F時，就像素11F-1至11F-8之每一者形成於如圖示之有效像素區域37-1至37-8。又，如參照上述之圖15所說明般，反射抑制部33-1至33-9之凹凸構造之方位與透過抑制部34F-1至34F-8之凹凸構造之方位相對地偏移45ﾟ。
＜第2實施形態之像素之第1構成例＞ 圖19係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第2實施形態之第1構成例的圖。在圖19之A中顯示像素11G之剖面構成例，在圖19之B中示意性顯示朝像素11G入射之入射光繞射或反射之狀況。此外，針對圖19所示之像素11G之構成，針對與圖1之像素11共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖19所示，像素11G與圖1之像素11同樣地構成為在感測器基板21G之受光面側積層有晶片上透鏡層22，且在感測器基板21G之電路面側積層有配線層23。又，像素11G與圖1之像素11之透過抑制部34同樣地，在半導體層31之電路面形成有由包含複數個淺型溝渠之凹凸構造構成之透過抑制部34G。
另一方面，像素11G形成在下述之點上與圖1之像素11不同之構成，即：在感測器基板21G中，在半導體層31之受光面形成有平坦面35。
即，像素11G為在半導體層31之受光面設置有平坦面35，且在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34G之構造，透過抑制部34G係由包含複數個淺型溝渠之凹凸構造構成。
而且，在像素11G中，如圖19之B所示，於在平坦面35中不產生繞射下在半導體層31中直線傳播之入射光可由透過抑制部34G抑制自半導體層31朝外透過。此處，在像素11G中，因在平坦面35中不產生繞射，而例如可防止在與相鄰之像素11G之間產生混色。
此外，在像素11G中，相對於平坦面35成膜有選擇性地防止特定波長頻帶之光之反射之抗反射膜(未圖示)。例如，利用選擇性地防止波長700 nm～1100 nm之近紅外線波長之反射之抗反射膜。又，例如，可對於欲抑制反射之電磁波波段之中心波長利用包含λ/4N之厚度(此處λ為波長，N為介質之折射率)之1/4波長型抗反射膜。該1/4波長型抗反射膜具有大於SiO2之折射率，且具有小於矽之折射率。
在圖20中，與圖3同樣地顯示複數個像素11G呈陣列狀配置而成之固體攝像元件101G之3個像素11G-1至11G-3之剖面構成。此外，針對圖20所示之固體攝像元件101G之構成，針對與圖3之固體攝像元件101共通之構成賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖20所示，固體攝像元件101G構成為在像素11G-1至11G-3中，於各個半導體層31-1至31-3之電路面設置有透過抑制部34G-1至34G-3，於受光面設置有平坦面35-1至35-3。
在如上述般構成之固體攝像元件101G中，像素11G-1至11G-3可高效率地對各個波長頻帶之光予以光電轉換，而可拍攝更高感度之圖像。
此外，固體攝像元件101G之像素11G之平面配置與上述之圖4所示之固體攝像元件101之像素11之平面配置同樣，而省略其圖示及說明。
＜第2實施形態之像素之第2構成例＞ 圖21係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第2實施形態之第2構成例的圖。在圖21之A中顯示像素11H之剖面構成例，在圖21之B中示意性顯示朝像素11H入射之入射光繞射或反射之狀況。此外，針對圖21所示之像素11H之構成，針對與圖1之像素11共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖21所示，像素11H與圖1之像素11同樣地構成為在感測器基板21H之受光面側積層有晶片上透鏡層22，且在感測器基板21H之電路面側積層有配線層23。又，像素11H與圖6之像素11C之透過抑制部34C同樣地構成為在半導體層31之電路面形成有由包含複數個虛設電極之凹凸構造構成之透過抑制部34H。
另一方面，像素11H形成在下述之點上與圖1之像素11不同之構成，即：在感測器基板21H中，在半導體層31之受光面形成有平坦面35。
即，像素11H為在半導體層31之受光面設置有平坦面35，且在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34H之構造，透過抑制部34H係由包含複數個虛設電極之凹凸構造構成。
而且，在像素11H中，如圖21之B所示，於在平坦面35中不產生繞射下在半導體層31中直線傳播之入射光可由透過抑制部34H抑制自半導體層31朝外透過。此處，在像素11H中，因在平坦面35中不產生繞射，而例如可防止在與相鄰之像素11H之間產生混色。
此外，在像素11H中亦然，與在圖19之像素11G中所說明般同樣地，相對於平坦面35成膜有選擇性地防止特定波長頻帶之光之反射之抗反射膜(未圖示)。
在圖22中，與圖3同樣地顯示複數個像素11H呈陣列狀配置而成之固體攝像元件101H之3個像素11H-1至11H-3之剖面構成。此外，針對圖22所示之固體攝像元件101H之構成，針對與圖3之固體攝像元件101共通之構成賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖22所示，固體攝像元件101H構成為在像素11H-1至11H-3中，於各個半導體層31-1至31-3之電路面設置有透過抑制部34H-1至34H-3，於受光面設置有平坦面35-1至35-3。
在如上述般構成之固體攝像元件101H中，像素11H-1至11H-3可高效率地對各個波長頻帶之光予以光電轉換，而可拍攝更高感度之圖像。
此外，固體攝像元件101H之像素11H之平面配置與上述之圖8所示之固體攝像元件101C之像素11C之平面配置同樣，而省略其圖示及說明。
＜第2實施形態之像素之第3構成例＞ 圖23係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第2實施形態之第3構成例的圖。在圖23之A中顯示像素11J之剖面構成例，在圖23之B中示意性顯示朝像素11J入射之入射光繞射或反射之狀況。此外，針對圖23所示之像素11J之構成，針對與圖1之像素11共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖23所示，像素11J與圖1之像素11同樣地構成為在感測器基板21J之受光面側積層有晶片上透鏡層22，且在感測器基板21J之電路面側積層有配線層23。又，像素11J與圖9之像素11D之透過抑制部34D同樣地構成為在半導體層31之電路面形成有由包含複數個淺型溝渠與複數個虛設電極之凹凸構造構成之透過抑制部34J。
另一方面，像素11J形成在下述之點上與圖1之像素11不同之構成，即：在感測器基板21J中，在半導體層31之受光面形成有平坦面35。
即，像素11J為在半導體層31之受光面設置有平坦面35，且在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34J之構造，透過抑制部34J係由包含複數個淺型溝渠與複數個虛設電極之凹凸構造構成。
而且，在像素11J中，如圖23之B所示，於在平坦面35中不產生繞射下在半導體層31中直線傳播之入射光可由透過抑制部34J抑制自半導體層31朝外透過。此處，在像素11J中，因在平坦面35中不產生繞射，而例如可防止在與相鄰之像素11J之間產生混色。
此外，在像素11J中亦然，與在圖19之像素11G中所說明般同樣地，相對於平坦面35成膜有選擇性地防止特定波長頻帶之光之反射之抗反射膜(未圖示)。
在圖24中，與圖3同樣地顯示複數個像素11J呈陣列狀配置而成之固體攝像元件101J之3個像素11J-1至11J-3之剖面構成。此外，針對圖24所示之固體攝像元件101J之構成，針對與圖3之固體攝像元件101共通之構成賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖24所示，固體攝像元件101J構成為在像素11J-1至11J-3中，於各個半導體層31-1至31-3之電路面設置有透過抑制部34J-1至34J-3，於受光面設置有平坦面35-1至35-3。
在如上述般構成之固體攝像元件101J中，像素11-1至11-3可高效率地對各個波長頻帶之光予以光電轉換，而可拍攝更高感度之圖像。
此外，固體攝像元件101J之像素11J之平面配置與上述之圖11所示之固體攝像元件101D之像素11D之平面配置同樣，而省略其圖示及說明。
＜第2實施形態之像素之第4構成例＞ 圖25係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第2實施形態之第4構成例的圖。在圖25之A中顯示像素11K之剖面構成例，在圖25之B中示意性顯示朝像素11K入射之入射光繞射或反射之狀況。此外，針對圖25所示之像素11K之構成，針對與圖1之像素11共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖25所示，像素11K與圖1之像素11同樣地構成為在感測器基板21K之受光面側積層有晶片上透鏡層22，且在感測器基板21K之電路面側積層有配線層23。又，像素11K與圖12之像素11E之透過抑制部34E同樣地構成為在半導體層31之電路面形成有由包含複數個淺型溝渠與複數個虛設電極之凹凸構造構成之透過抑制部34K。
另一方面，像素11K形成在下述之點上與圖1之像素11不同之構成，即：在感測器基板21K中，在半導體層31之受光面形成有平坦面35。再者，在像素11K中，與圖12之像素11E之DTI 32E同樣地，DTI 32K為如在與相鄰之像素11K之間完全分離半導體層31之貫通構造。
即，像素11K為在半導體層31之受光面設置有平坦面35，且在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34K之構造，透過抑制部34K係由包含複數個淺型溝渠與複數個虛設電極之凹凸構造構成。再者，像素11K之DTI 32K為貫通構造。
而且，在像素11K中，如圖25之B所示，於在平坦面35中不產生繞射下在半導體層31中直線傳播之入射光可由透過抑制部34K抑制自半導體層31朝外透過。此處，在像素11K中，因在平坦面35中不產生繞射，而例如可防止在與相鄰之像素11K之間產生混色。
此外，在像素11K中亦然，與在圖19之像素11G中所說明般同樣地，相對於平坦面35成膜有選擇性地防止特定波長頻帶之光之反射之抗反射膜(未圖示)。
在圖26中，與圖3同樣地顯示複數個像素11K呈陣列狀配置而成之固體攝像元件101K之3個像素11K-1至11K-3之剖面構成。此外，針對圖26所示之固體攝像元件101K之構成，針對與圖3之固體攝像元件101共通之構成賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖26所示，固體攝像元件101K構成為在像素11K-1至11K-3中，於各個半導體層31-1至31-3之電路面設置有透過抑制部34K-1至34K-3，於受光面設置有平坦面35-1至35-3。而且，藉由貫通構造之DTI 32K而像素11K-1至11K-3彼此被完全分離。
在如上述般構成之固體攝像元件101K中，像素11K-1至11K-3可高效率地對各個波長頻帶之光予以光電轉換，而可拍攝更高感度之圖像。
此外，固體攝像元件101K之像素11K之平面配置與上述之圖11所示之固體攝像元件101D之像素11D之平面配置同樣，而省略其圖示及說明。
＜第2實施形態之像素之第5構成例＞ 圖27係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第2實施形態之第5構成例的圖。在圖27之A中顯示像素11L之剖面構成例，在圖27之B中示意性顯示朝像素11L入射之入射光繞射或反射之狀況。此外，針對圖27所示之像素11L之構成，針對與圖1之像素11共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖27所示，像素11L與圖1之像素11同樣地構成為在感測器基板21L之受光面側積層有晶片上透鏡層22，且在感測器基板21L之電路面側積層有配線層23。又，像素11L與圖14之像素11F之透過抑制部34F同樣地構成為在半導體層31之電路面形成有由藉由以特定間隔設置複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之凹凸構造構成之透過抑制部34L。
此處，透過抑制部34L例如以單晶矽晶圓之晶面之密勒指數為110之方式形成凹凸構造。此外，例如，以密勒指數110形成之凹凸構造相對於以密勒指數111形成之凹凸構造，相對地較淺且相對地偏移45ﾟ(參照圖15)。
另一方面，像素11L形成在下述之點上與圖1之像素11不同之構成，即：在感測器基板21L中，在半導體層31之受光面形成有平坦面35。
即，像素11L為在半導體層31之受光面設置有平坦面35，且在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34L之構造，透過抑制部34L係由藉由複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀以成為密勒指數110之方式以特定間隔設置而形成之凹凸構造構成。
而且，在像素11L中，如圖27之B所示，於在平坦面35中不產生繞射下在半導體層31中直線傳播之入射光可由透過抑制部34L抑制自半導體層31朝外透過。此處，在像素11L中，因在平坦面35中不產生繞射，而例如可防止在與相鄰之像素11L之間產生混色。
此外，在像素11L中亦然，與在圖19之像素11G中所說明般同樣地，相對於平坦面35成膜有選擇性地防止特定波長頻帶之光之反射之抗反射膜(未圖示)。
在圖28中，與圖3同樣地顯示複數個像素11L呈陣列狀配置而成之固體攝像元件101L之3個像素11L-1至11L-3之剖面構成。此外，針對圖28所示之固體攝像元件101L之構成，針對與圖3之固體攝像元件101共通之構成賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖28所示，固體攝像元件101L構成為在像素11L-1至11L-3中，於各個半導體層31-1至31-3之電路面設置有透過抑制部34L-1至34L-3，於受光面設置有平坦面35-1至35-3。
在如上述般構成之固體攝像元件101L中，像素11L-1至11L-3可高效率地對各個波長頻帶之光予以光電轉換，而可拍攝更高感度之圖像。
此外，固體攝像元件101L之像素11L之平面配置與自上述之圖18所示之固體攝像元件101F之像素11F之平面配置刪除反射抑制部33-1至33-9者同樣，而省略其圖示及說明。
＜第2實施形態之像素之第6構成例＞ 圖29係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第2實施形態之第6構成例的圖。在圖29之A中顯示像素11M之剖面構成例，在圖29之B中示意性顯示朝像素11M入射之入射光繞射或反射之狀況。此外，針對圖29所示之像素11M之構成，針對與圖1之像素11共通之構成，賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖29所示，像素11M與圖1之像素11同樣地構成為在感測器基板21M之受光面側積層有晶片上透鏡層22，且在感測器基板21M之電路面側積層有配線層23。又，像素11M與圖14之像素11F之透過抑制部34F同樣地構成為在半導體層31之電路面形成有由藉由以特定間隔設置複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之凹凸構造構成的透過抑制部34M。
此處，透過抑制部34M例如以單晶矽晶圓之晶面之密勒指數為111之方式形成凹凸構造。此外，例如，以密勒指數111形成之凹凸構造相對於以密勒指數110形成之凹凸構造，相對地較深且相對地偏移45ﾟ(參照圖15)。
另一方面，像素11M形成在下述之點上與圖1之像素11不同之構成，即：在感測器基板21M中，在半導體層31之受光面形成有平坦面35。
即，像素11M為在半導體層31之受光面設置有平坦面35，且在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34M之構造，透過抑制部34M係由藉由複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀以成為密勒指數111之方式以特定間隔設置而形成之凹凸構造構成。
而且，在像素11M中，如圖29之B所示，於在平坦面35中不產生繞射下在半導體層31中直線傳播之入射光可由透過抑制部34M抑制自半導體層31朝外透過。此處，在像素11M中，因在平坦面35中不產生繞射，而例如可防止在與相鄰之像素11M之間產生混色。
此外，在像素11M中亦然，與在圖19之像素11G中所說明般同樣地，相對於平坦面35成膜有選擇性地防止特定波長頻帶之光之反射之抗反射膜(未圖示)。
在圖30中，與圖3同樣地顯示複數個像素11M呈陣列狀配置而成之固體攝像元件101M之3個像素11M-1至11M-3之剖面構成。此外，針對圖30所示之固體攝像元件101M之構成，針對與圖3之固體攝像元件101共通之構成賦予同一符號，且省略其詳細之說明。
如圖30所示，固體攝像元件101M構成為在像素11M-1至11M-3中，於各個半導體層31-1至31-3之電路面設置有透過抑制部34M-1至34M-3，於受光面設置有平坦面35-1至35-3。
在如上述般構成之固體攝像元件101M中，像素11M-1至11M-3可高效率地對各個波長頻帶之光予以光電轉換，而可拍攝更高感度之圖像。
此外，固體攝像元件101M之像素11M之平面配置與自上述之圖18所示之固體攝像元件101F之像素11F之平面配置刪除反射抑制部33-1至33-9者同樣，而省略其圖示及說明。
＜感測器電勢及縱型電晶體＞ 參照圖31，針對感測器電勢及縱型電晶體進行說明。
在圖31之A中顯示在半導體層31之電路面形成有平坦面35之構成、及形成有透過抑制部34之構成中之感測器電勢之一例。如圖示般，於在半導體層31之電路面設置有透過抑制部34之構成中，與半導體層31之電路面為平坦面35之構成比較，電勢變深之範圍為半導體層31之內側(距電路面為深之位置)。
因而，如圖31之B所示，在像素11中，為了自光電轉換部36朝FD部75傳送電荷，而較佳為使用電極之一部分自半導體層31之電路面埋入至特定之深度而構成之縱型構造之傳送電晶體71。如此，藉由使用縱型構造之傳送電晶體71，而即便為如像素11般藉由設置透過抑制部34而在距電路面為深之位置，電勢變深之構成，亦可自光電轉換部36朝FD部75良好地傳送電荷。
又，可採用如在設置有透過抑制部34之半導體層31之電路面中包含供設置透過抑制部34之區域，透過抑制部34之周邊之區域被植入濃的P型雜質、或藉由具有負的固定電荷之膜而被電性釘紮之構成。藉此，可將電勢之梯度設為更陡峭。
＜繞射構造之節距尺寸＞ 參照圖32，針對繞射構造之節距尺寸進行說明。
在圖32中，縱軸表示像素11之感度，且由相對於如圖2之A所示之先前之構造之像素11A的感度比表示。又，橫軸表示形成於透過抑制部34之繞射構造(亦即，上述之各實施形態及各構成例之透過抑制部34之凹凸構造)之節距尺寸。而且，在圖32中顯示就朝像素11入射之入射光之每一波長(750 nm、850 nm、950 nm)模擬相對於凹凸構造之節距之尺寸之感度的結果。
例如，顯示隨著形成於透過抑制部34之繞射構造之節距尺寸變大，像素11之感度上升，而更有效地捕捉光。而且，較佳為，就入射光之每一波長，感度變最高之節距尺寸不同，相應於成為在像素11中進行光電轉換之對象之波長而適切地選擇繞射構造之節距尺寸。
此外，光繞射構造(Light Diffractive Structure)之繞射效率與該構造之實體尺寸及波長有關，具體而言，在SiO2介質內之構造中，當節距尺寸為200 nm左右以下時效果較小，又，可知即便大於1000 nm，改善之程度也降低。
＜對於電子機器之應用＞ 如上述之固體攝像元件101例如可應用於所謂之智慧型手機或平板等電子機器。
圖33係顯示搭載有固體攝像元件101之電子機器120之外觀之一例的圖。在圖33之A中顯示電子機器120之表面側，在圖33之B中顯示電子機器120之背面側。
如圖33之A所示，在電子機器120之表面之中央配置有顯示圖像之顯示器121。而且，沿電子機器120之表面之上邊配置有利用固體攝像元件101之前置相機122-1及122-2、發出紅外光之IR光源123、以及發出可視光之可視光源124。
又，如圖33之B所示，沿電子機器120之背面之上邊配置有利用固體攝像元件101之後置相機125-1及125-2、發出紅外光之IR光源126、以及發出可視光之可視光源127。
在如上述般構成之電子機器120中，藉由應用上述之固體攝像元件101，而例如可拍攝更高感度之圖像。此外，固體攝像元件101此外可應用於紅外線感測器、或利用主動紅外線光源之測距感測器、安全攝影機、個人或生物體認證相機等電子機器。藉此，可謀求提高該等電子機器之感度及性能等。且，可實現因光源電力之削減引起之系統之低耗電化。
＜固體攝像元件之電路構成例＞ 參照圖34，針對固體攝像元件之電路構成之一例進行說明。
如圖34所示，固體攝像元件101構成為具備：像素區域151、垂直驅動電路152、行信號處理電路153、水平驅動電路154、輸出電路155、及控制電路156。
像素區域151係接收由未圖示之光學系統集光之光的受光面。在像素區域151中呈行列狀配置有複數個像素11，各個像素11經由水平信號線161就每列連接於垂直驅動電路152，且經由垂直信號線162就每行連接於行信號處理電路153。複數個像素11輸出相應於分別接收之光之光量之位準的像素信號，根據該等像素信號而構建在像素區域151成像之被攝體之圖像。
垂直驅動電路152就配置於像素區域151之複數個像素11之每列而依次將用於驅動(傳送或選擇、重設等)各個像素11的驅動信號經由水平信號線161而對像素11供給。行信號處理電路153藉由對經由垂直信號線162自複數個像素11輸出之像素信號實施CDS(Correlated Double Sampling：相關雙取樣)處理，而進行像素信號之AD轉換且去除重設雜訊。
水平驅動電路154就配置於像素區域151之複數個像素11之每行而依次對行信號處理電路153供給用於使像素信號自行信號處理電路153朝資料輸出信號線163輸出的驅動信號。輸出電路155以依照水平驅動電路154之驅動信號之時序將自行信號處理電路153經由資料輸出信號線163而被供給之像素信號放大，並朝後段之信號處理電路輸出。控制電路156例如藉由產生並供給依照固體攝像元件101之各區塊之驅動週期的時脈信號，而控制該等各區塊之驅動。
如上述般構成固體攝像元件101，可應用上述之各實施形態及各構成例之像素11，例如可拍攝更高感度之圖像。
＜電子機器之構成例＞ 如上述之固體攝像元件101可應用於例如數位靜態相機及數位視訊攝影機等之攝像系統、具備攝像功能之行動電話或具備攝像功能之其他機器等各種電子機器。
圖35係顯示搭載於電子機器之攝像裝置之構成例之方塊圖。
如圖35所示，攝像裝置201構成為具備：光學系統202、攝像元件203、信號處理電路204、監視器205、及記憶體206，可拍攝靜畫圖像及動畫圖像。
光學系統202構成為包含1片或複數片透鏡，將來自被攝體之像光(入射光)朝攝像元件203導引，而使其在攝像元件203之受光面(感測器部)上成像。
作為攝像元件203，可應用上述之固體攝像元件101。在攝像元件203中，相應於經由光學系統202而在受光面上成像之像，電子在一定期間內蓄積。而後，相應於蓄積在攝像元件203中之電子的信號對信號處理電路204供給。
信號處理電路204對自攝像元件203輸出之像素信號實施各種信號處理。藉由信號處理電路204實施信號處理而獲得之圖像(圖像資料)被供給至監視器205且被顯示，或被供給至記憶體206而被記憶(記錄)。
在如上述般構成之攝像裝置201中，藉由應用上述之固體攝像元件101，而例如可拍攝更高感度之圖像。
＜圖像感測器之使用例＞ 圖36係顯示使用上述之圖像感測器(攝像元件)之使用例之圖。
上述之圖像感測器可使用於例如下述之感測可視光或紅外光、紫外光、X射線等光之各種情形。
•拍攝供鑒賞用之圖像的數位相機或附帶相機功能的可攜式機器等之裝置 •用於自動停止等之安全駕駛、或駕駛者狀態之識別等而拍攝汽車之前方或後方、周圍、車內等之車載用感測器，監視行走車輛或道路之監視相機，進行車輛之間等之測距之測距感測器等之供交通用之裝置 •為了拍攝使用者之手勢且根據該手勢進行機器操作而供TV或冰箱、空氣調節機等之家電用之裝置 •內視鏡或利用紅外光之受光進行血管攝影之裝置等之供醫療或健康照護用之裝置 •防止犯罪用之監視相機或人物認證用之相機等之供保全之裝置 •拍攝肌膚之肌膚測定器或拍攝頭皮之顯微鏡等之供美容用之裝置 •針對體育運動用途等之動作相機或可佩戴相機等之供體育運動用之裝置 •用於監視田地或作物之狀態之照相機等之供農業用之裝置
＜對於移動體之應用例＞ 本發明之技術(本發明)可對於各種產品應用。例如，本發明揭示之技術可實現為搭載於汽車、電力機動車、混合動力機動車、自動二輪車、自行車、個人移動性裝置、飛機、無人機、船舶、機器人等之任一種類之移動體之裝置。
圖37係顯示作為可應用本發明之技術之移動體控制系統之一例之車輛控制系統之概略構成例之方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通信網路12001連接之複數個電子控制單元。在圖37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、及綜合控制單元12050。又，作為綜合控制單元12050之功能構成，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。
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之用於產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用於將驅動力朝車輪傳遞之驅動力傳遞機構、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依照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作為無鑰匙進入系統、智慧型鑰匙系統、動力車窗裝置、或前照燈、尾燈、煞車燈、方向指示燈或霧燈等之各種燈之控制裝置而發揮功能。此時，對於車體系統控制單元12020，可輸入有自代替鑰匙之可攜式裝置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，而控制車輛之車門鎖閉裝置、動力車窗裝置、燈等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載有車輛控制系統12000之車輛之外部之資訊。例如，在車外資訊檢測單元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，且接收所拍攝之圖像。車外資訊檢測單元12030可基於所接收之圖像，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氣信號之光感測器。攝像部12031既可將電氣信號作為圖像輸出，也可作為測距之資訊輸出。又，攝像部12031所接收之光既可為可視光，也可為紅外線等之非可視光。
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連接有例如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，既可算出駕駛者之疲勞度或集中度，也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碰撞避免或衝擊緩和、基於車距之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道脫離警告等的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藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛之周圍之資訊控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而可進行以在不依賴於駕駛者之操作下自主地行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030取得之車外之資訊，對車體系統控制單元12030輸出控制指令。例如，微電腦12051與由車外資訊檢測單元12030檢測到之前方車或對向車之位置相應而控制前照燈，而可進行將遠光切換為近光等之以謀求防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052朝可針對車輛之乘客或車外視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置發送聲音及圖像中之至少一者之輸出信號。在圖37之例中，作為輸出裝置例示有音訊揚聲器12061、顯示部12062及儀錶板12063。顯示部12062例如可包含機上顯示器及抬頭顯示器之至少一者。
圖38係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。
在圖38中，作為攝像部12031，具有攝像部12101、12102、12103、12104、12105。
攝像部12101、12102、12103、12104、12105設置於例如車輛12100之前端突出部、側視鏡、後保險杠、後背門及車廂內之擋風玻璃之上部等之位置。前端突出部所具備之攝像部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之前方之圖像。側視鏡所具備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100之側方之圖像。後保險杠或後背門所具備之攝像部12104主要取得車輛12100之後方之圖像。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、信號燈、交通標誌或車道等之檢測。
又，在圖38中，顯示攝像部12101至12104之攝影範圍之一例。攝像範圍12111顯示設置於前端突出部之攝像部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顯示設置於後保險杠或後背門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由重疊由攝像部12101至12104拍攝之圖像資料，而可取得自上方觀察車輛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者既可為含有複數個攝像元件之立體相機，也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，求得至攝像範圍12111至12114內之各立體物之距離、及該距離之時間性變化(對於車輛12100之相對速度)，而可在尤其是位於車輛12100之前進路上之最近之立體物中，將朝與車輛12100大致相同之方向以特定之速度(例如，0 km/h以上)行進之立體物作為前方車抽出。進而，微電腦12051設定針對前方車之近前預先設定必須確保之車距，而可進行自動制動控制(亦包含追隨停止控制)或自動加速控制(亦包含追隨起步控制)等。如此般可進行以在不依賴於駕駛者之操作下自主地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2輪車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他之立體物並抽出，且用於障礙物之自動回避。例如，微電腦12051將車輛12100之周邊之障礙物識別為車輛12100之駕駛員能夠視認之障礙物及難以視認之障礙物。而後，微電腦12051判斷顯示與各障礙物之碰撞之危險度之碰撞風險，在碰撞風險為設定值以上而有碰撞可能性之狀況時，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進行強制減速或躲避操舵，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之攝像圖像中是否有行人而辨識行人。如此之行人之辨識藉由例如抽出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、針對顯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。微電腦12051當判定在攝像部12101至12104之攝像圖像中有行人，且辨識為行人時，聲音圖像輸出部12052以針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亦可以將顯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，針對可應用本發明之技術之車輛控制系統之一例進行了說明。本發明之技術可應用於以上所說明之構成中之例如攝像部12031等。由於藉由在攝像部12031應用本發明之技術，而可獲得更高感度之拍攝圖像，故可確實地進行利用該圖像之物體檢測處理或距離檢測處理。
＜可應用本發明之技術之積層型之固體攝像裝置之構成例＞ 圖39係顯示可應用本發明之技術之積層型固體攝像裝置之構成例之概要的圖。
圖39之A顯示非積層型固體攝像裝置之概略構成例。固體攝像裝置23010係如圖39之A所示般具有1片晶粒(半導體基板)23011。在該晶粒23011中搭載有：像素呈陣列狀配置而成之像素區域23012、進行像素之驅動及其他各種控制之控制電路23013、及用於信號處理之邏輯電路23014。
圖39之B及圖39之C顯示積層型固體攝像裝置之概略構成例。固體攝像裝置23020係如圖39之B及圖39之C所示般積層有感測器晶粒23021與邏輯晶粒23024之2片晶粒，將其等電性連接而構成為1個半導體晶片。
在圖39之B中，在感測器晶粒23021中搭載有像素區域23012及控制電路23013，在邏輯晶粒23024搭載有包含進行信號處理之信號處理電路之邏輯電路23014。
在圖39之C中，在感測器晶粒23021搭載有像素區域23012，在邏輯晶粒23024搭載有控制電路23013及邏輯電路23014。
本發明之技術可應用於如以上之固體攝像裝置。
＜構成之組合例＞ 此外，本發明亦可採用如以下之構成。 (1) 一種感測器元件，其具備： 半導體層，其供形成接收特定波長頻帶之光且進行光電轉換之光電轉換元件； 反射抑制部，其在相對於前述半導體層成為供前述光入射之側之第1面中，抑制前述光反射；及 透過抑制部，其在相對於前述第1面成為前述半導體層之相反側之第2面中，抑制自前述第1面入射之前述光透過前述半導體層。 (2) 如上述(1)之感測器元件，其中前述透過抑制部， 相對於前述半導體層，對於呈陣列狀配置之複數個像素中至少一部分而具備；且 在俯視前述半導體層之前述第2面下，至少設置於配置前述像素所具有之前述光電轉換元件之區域，且為供配置用於前述像素之驅動之電晶體之範圍除外之區域。 (3) 如上述(1)或(2)之感測器元件，其中前述透過抑制部係由藉由以特定間隔深挖相對於前述半導體層之前述第2面成為凹形狀之複數個溝渠而形成之凹凸構造構成。 (4) 如上述(1)或(2)之感測器元件，其中前述透過抑制部係由藉由以特定間隔配置相對於前述半導體層之前述第2面成為凸形狀之複數個凸構造物而形成之凹凸構造構成。 (5) 如上述(4)之感測器元件，其中前述凸構造物包含在形成用於具有前述光電轉換元件之像素之驅動之電晶體之閘極電極時形成的電位浮動之狀態或固定於接地電位之狀態下之虛設之閘極電極。 (6) 如上述(1)或(2)之感測器元件，其中前述透過抑制部係由藉由以特定間隔深挖相對於前述半導體層之前述第2面成為凹形狀之複數個溝渠，且以特定間隔配置相對於前述半導體層之前述第2面成為凸形狀之複數個凸構造物而形成之凹凸構造構成。 (7) 如上述(1)或(2)之感測器元件，其中前述透過抑制部係由藉由相對於前述半導體層之前述第2面以特定間隔設置包含依照構成前述半導體層之單晶矽晶圓之晶面之密勒指數之傾斜角度之斜面的複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀之凹凸構造構成。 (8) 如上述(1)至(7)中任一項之感測器元件，其中前述反射抑制部係由藉由相對於前述半導體層之前述第1面以特定間隔設置包含依照構成前述半導體層之單晶矽晶圓之晶面之密勒指數之傾斜角度之斜面的複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之凹凸構造構成。 (9) 如上述(1)或(2)之感測器元件，其中前述反射抑制部係由藉由相對於前述半導體層之前述第1面以特定間隔設置包含依照構成前述半導體層之單晶矽晶圓之晶面之第1密勒指數之傾斜角度之斜面的複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之第1凹凸構造構成； 前述透過抑制部係由藉由相對於前述半導體層之前述第2面以特定間隔設置包含依照與前述第1密勒指數不同之第2密勒指數之傾斜角度之斜面的複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之第2凹凸構造構成。 (10) 如上述(9)之感測器元件，其中以前述第1凹凸構造之方位與前述第2凹凸構造之方位相對地偏移45度而配置之方式形成前述反射抑制部及前述透過抑制部。 (11) 如上述(9)之感測器元件，其中形成前述第1凹凸構造之前述晶面之密勒指數為110； 形成前述第2凹凸構造之前述晶面之密勒指數為111。 (12) 如上述(9)之感測器元件，其中形成前述第1凹凸構造之前述晶面之密勒指數為111； 形成前述第2凹凸構造之前述晶面之密勒指數為110。 (13) 如上述(1)至(12)中任一項之感測器元件，其更具備將複數個前述像素彼此分離，且深挖前述半導體層而形成之元件分離構造。 (14) 如上述(13)之感測器元件，其中前述元件分離構造形成為貫通前述半導體層。 (15) 如上述(1)至(14)中任一項之感測器元件，其中在前述半導體層之前述第2面中包含供設置前述透過抑制部之區域，前述透過抑制部之周邊之區域被植入濃的P型雜質、或藉由具有負的固定電荷之膜而被電性釘紮。 (16) 如上述(1)至(15)中任一項之感測器元件，其中選擇性地透過前述光電轉換元件接收之前述光之濾光器層被配置於前述第1面側。 (17) 如上述(1)至(16)中任一項之感測器元件，其中前述半導體層之前述第1面係平坦面； 前述反射抑制部係選擇性地防止近紅外之波段之光之反射的抗反射膜。 (18) 如上述(17)之感測器元件，其中前述反射抑制部係以選擇性地反射所期望之波段之光之方式形成為依照該光之中心波長之厚度的抗反射膜；且 前述抗反射膜係由折射率大於二氧化矽且折射率小於矽之介質構成。 (19) 如上述(1)至(18)中任一項之感測器元件，其中傳送以前述光電轉換元件之光電轉換產生之電荷的傳送電晶體之閘極電極自前述半導體層之前述第2面埋入至特定之深度而構成。 (20) 一種電子機器，其具備感測器元件，且該感測器元件具有： 半導體層，其供形成接收特定波長頻帶之光且進行光電轉換之光電轉換元件； 反射抑制部，其在相對於前述半導體層成為供前述光入射之側之第1面中，抑制前述光反射；及 透過抑制部，其在相對於前述第1面成為前述半導體層之相反側之第2面中，抑制自前述第1面入射之前述光透過前述半導體層。
此外，本實施形態並非限定於上述之實施形態者，在不脫離本發明之要旨之範圍內可進行各種變更。另外，本說明書所記載之效果終極而言僅為例示而並非被限定者，亦可為其他效果。
11:像素 11-1～11-8:像素 11A:像素 11B:像素 11C:像素 11C-1～11C-8:像素 11D:像素 11D-1～11D-8:像素 11E:像素 11E-1～11E-3:像素 11F:像素 11F-1～11F-8:像素 11G:像素 11G-1～11G-3:像素 11H:像素 11H-1～11H-3:像素 11J:像素 11J-1～11J-3:像素 11K:像素 11K-1～11K-3:像素 11L:像素 11L-1～11L-3:像素 11M:像素 11M-1～11M-3 像素 21:感測器基板 21A:感測器基板 21B:感測器基板 21C:感測器基板 21D:感測器基板 21E:感測器基板 21F:感測器基板 21G:感測器基板 21H:感測器基板 21J:感測器基板 21K:感測器基板 21L:感測器基板 21M:感測器基板 22:晶片上透鏡層 23:配線層 24:濾光器層 31:半導體層 31-1～31-3:半導體層 32:DTI 32E:DTI 32K:DTI 33:反射抑制部 33-1～33-8:反射抑制部 34:透過抑制部 34-1～34-8:透過抑制部 34C:透過抑制部 34C-1～34C-8:透過抑制部 34D:透過抑制部 34D-1～34D-8:透過抑制部 34E:透過抑制部 34E-1～34E-3:透過抑制部 34F:透過抑制部 34F-1～34F-8:透過抑制部 34F’:透過抑制部 34G:透過抑制部 34G-1～34G-3:透過抑制部 34H:透過抑制部 34H-1～34H-3:透過抑制部 34J:透過抑制部 34J-1～34J-3:透過抑制部 34K:透過抑制部 34K-1～34K-3:透過抑制部 34L:透過抑制部 34L-1～34L-3:透過抑制部 34M:透過抑制部 34M-1～34M-3 透過抑制部 35:平坦面 35-1～35-3:平坦面 35a:平坦面 35b:平坦面 36:光電轉換部 36-1～36-8:光電轉換部 37:有效像素區域 37-1～37-8:有效像素區域 41:微透鏡 51:絕緣膜 52:閘極電極 52a:閘極電極 52b:閘極電極 53:層間絕緣膜 54:多層配線 61-1～61-3:彩色濾光器層 61:彩色濾光器層 71:傳送電晶體 71-1～71-8:傳送電晶體 72:放大電晶體 73:選擇電晶體 74:重置電晶體 75:FD部 76:垂直信號線 101:固體攝像元件 101C:固體攝像元件 101D:固體攝像元件 101E:固體攝像元件 101F:固體攝像元件 101G:固體攝像元件 101H:固體攝像元件 101K:固體攝像元件 101L:固體攝像元件 101M:固體攝像元件 120:電子機器 121:顯示器 122-1:前置相機 122-2:前置相機 123:IR光源 124:可視光源 125-1:後置相機 125-2:後置相機 126:IR光源 127:可視光源 151:像素區域 152:垂直驅動電路 153:行信號處理電路 154:水平驅動電路 155:輸出電路 156:控制電路 161:水平信號線 162:垂直信號線 163:資料輸出信號線 201:攝像裝置 202:光學系統 203:攝像元件 204:信號處理電路 205:監視器 206:記憶體 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:綜合控制單元 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:儀錶板 12100:車輛 12101:攝像部 12102:攝像部 12103:攝像部 12104:攝像部 12105:攝像部 12111:攝像範圍 12112:攝像範圍 12113:攝像範圍 12114:攝像範圍 23010:固體攝像裝置 23011:晶粒 23012:像素區域 23013:控制電路 23014:邏輯電路 23020:固體攝像裝置 23021:感測器晶粒 23024:邏輯晶粒 Vdd:電源
圖1A、圖1B係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第1實施形態之第1構成例的圖。 圖2A、圖2B係針對先前之構造之像素進行說明之圖。 圖3係顯示具備圖1所示之構成之像素之固體攝像元件之構成例的剖視圖。 圖4係顯示圖1所示之構成之像素之平面配置例的圖。 圖5係顯示8像素共有構造之電路構成之一例之圖。 圖6A、圖6B係顯示第1實施形態之像素之第2構成例之圖。 圖7係顯示具備圖6所示之構成之像素之固體攝像元件之構成例的剖視圖。 圖8係顯示圖6所示之構成之像素之平面配置例的圖。 圖9A、圖9B係顯示第1實施形態之像素之第3構成例之圖。 圖10係顯示具備圖9所示之構成之像素之固體攝像元件之構成例的剖視圖。 圖11係顯示圖9所示之構成之像素之平面配置例的圖。 圖12A、圖12B係顯示第1實施形態之像素之第4構成例之圖。 圖13係顯示具備圖12所示之構成之像素之固體攝像元件之構成例的剖視圖。 圖14A、圖14B係顯示像素之第1實施形態之第5構成例之圖。 圖15A、圖15B係針對圖14所示之反射抑制部及透過抑制部之形狀進行說明之圖。 圖16A、圖16B係針對透過抑制部之變化例進行說明之圖。 圖17係顯示具備圖14所示之構成之像素之固體攝像元件之構成例的剖視圖。 圖18係顯示圖14所示之構成之像素之平面配置例的圖。 圖19A、圖19B係顯示設置於應用本發明之感測器元件之像素之第2實施形態之第1構成例的圖。 圖20係顯示具備圖19所示之構成之像素之固體攝像元件之構成例的剖視圖。 圖21A、圖21B係顯示第2實施形態之像素之第2構成例之圖。 圖22係顯示具備圖21所示之構成之像素之固體攝像元件之構成例的剖視圖。 圖23A、圖23B係顯示第2實施形態之像素之第3構成例之圖。 圖24係顯示具備圖23所示之構成之像素之固體攝像元件之構成例的剖視圖。 圖25A、圖25B係顯示第2實施形態之像素之第4構成例之圖。 圖26係顯示具備圖25所示之構成之像素之固體攝像元件之構成例的剖視圖。 圖27A、圖27B係顯示第2實施形態之像素之第5構成例之圖。 圖28係顯示具備圖27所示之構成之像素之固體攝像元件之構成例的剖視圖。 圖29A、圖29B係顯示第2實施形態之像素之第6構成例之圖。 圖30係顯示具備圖29所示之構成之像素之固體攝像元件之構成例的剖視圖。 圖31A、圖31B係針對感測器電勢及縱型電晶體進行說明之圖。 圖32係針對繞射構造之節距尺寸進行說明之圖。 圖33A、圖33B係顯示搭載有固體攝像元件之電子機器之外觀之一例的圖。 圖34係顯示固體攝像元件之電路構成之一例之圖。 圖35係顯示攝像裝置之構成例之方塊圖。 圖36係顯示使用圖像感測器之使用例之圖。 圖37係顯示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。 圖38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。 圖39A～圖39C係顯示可應用本發明之技術之積層型固體攝像裝置之構成例之概要的圖。
11-1~11-3:像素
21:感測器基板
22:晶片上透鏡層
24:濾光器層
31-1~31-3:半導體層
32:DTI
33-1~33-3:反射抑制部
34-1~34-3:透過抑制部
36-1~36-3:光電轉換部
51:絕緣膜
61-1~61-3:彩色濾光器層
101:固體攝像元件

Claims (19)

  1. 一種感測器元件，其具備：半導體層，其供形成接收特定波長頻帶之光且進行光電轉換之光電轉換元件；反射抑制部，其在相對於前述半導體層成為供前述光入射之側之第1面中，抑制前述光反射；及透過抑制部，其在相對於前述第1面成為前述半導體層之相反側之第2面中，抑制自前述第1面入射之前述光透過前述半導體層；其中前述反射抑制部係由藉由相對於前述半導體層之前述第1面以特定間隔設置複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之第1凹凸構造構成，該複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀包含依照構成前述半導體層之單晶矽晶圓之晶面之第1密勒指數之傾斜角度之斜面；前述透過抑制部係由藉由相對於前述半導體層之前述第2面以特定間隔設置複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之第2凹凸構造構成，該複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀包含依照與前述第1密勒指數不同之第2密勒指數之傾斜角度之斜面。
  2. 如請求項1之感測器元件，其中前述透過抑制部，相對於前述半導體層，對於呈陣列狀地配置之複數個像素中至少一部分而具備；且在俯視前述半導體層之前述第2面下，至少設置於配置前述像素所具有之前述光電轉換元件之區域，且為供配置用於前述像素之驅動之電晶體 之範圍除外之區域。
  3. 如請求項1之感測器元件，其中前述透過抑制部係由藉由以特定間隔深挖相對於前述半導體層之前述第2面成為凹形狀之複數個溝渠而形成之凹凸構造構成。
  4. 如請求項1之感測器元件，其中前述透過抑制部係由藉由以特定間隔配置相對於前述半導體層之前述第2面成為凸形狀之複數個凸構造物而形成之凹凸構造構成。
  5. 如請求項4之感測器元件，其中前述凸構造物包含在形成用於具有前述光電轉換元件之像素之驅動之電晶體之閘極電極時形成的電位浮動之狀態或固定於接地電位之狀態下之虛設之閘極電極。
  6. 如請求項1之感測器元件，其中前述透過抑制部係由藉由以特定間隔深挖相對於前述半導體層之前述第2面成為凹形狀之複數個溝渠，且以特定間隔配置相對於前述半導體層之前述第2面成為凸形狀之複數個凸構造物而形成之凹凸構造構成。
  7. 如請求項1之感測器元件，其中前述透過抑制部係由藉由相對於前述半導體層之前述第2面以特定間隔設置複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之凹凸構造構成，該複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀包含依照構成前述半導體層之單晶矽晶圓之晶面之密勒指數之傾斜角度之斜面。
  8. 如請求項1之感測器元件，其中前述反射抑制部係由藉由相對於前述半導體層之前述第1面以特定間隔設置複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之凹凸構造構成，該複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀包含依照構成前述半導體層之單晶矽晶圓之晶面之密勒指數之傾斜角度之斜面。
  9. 如請求項1之感測器元件，其中以前述第1凹凸構造之方位與前述第2凹凸構造之方位相對地偏移45度而配置之方式形成前述反射抑制部及前述透過抑制部。
  10. 如請求項1之感測器元件，其中形成前述第1凹凸構造之前述晶面之密勒指數為110；形成前述第2凹凸構造之前述晶面之密勒指數為111。
  11. 如請求項1之感測器元件，其中形成前述第1凹凸構造之前述晶面之密勒指數為111；形成前述第2凹凸構造之前述晶面之密勒指數為110。
  12. 如請求項2之感測器元件，其更具備將複數個前述像素彼此分離，且深挖前述半導體層而形成之元件分離構造。
  13. 如請求項12之感測器元件，其中前述元件分離構造形成為貫通前述半導體層。
  14. 如請求項1之感測器元件，其中在前述半導體層之前述第2面中包含供設置前述透過抑制部之區域，前述透過抑制部之周邊之區域被植入濃的P型雜質、或藉由具有負的固定電荷之膜而被電性釘紮。
  15. 如請求項1之感測器元件，其中選擇性地透過前述光電轉換元件接收之前述光之濾光器層被配置於前述第1面側。
  16. 如請求項1之感測器元件，其中前述半導體層之前述第1面係平坦面；前述反射抑制部係選擇性地防止近紅外之波段之光之反射的抗反射膜。
  17. 如請求項1之感測器元件，其中前述反射抑制部係以選擇性地反射所期望之波段之光之方式形成為依照該光之中心波長之厚度的抗反射膜；且前述抗反射膜係由折射率大於二氧化矽且折射率小於矽之介質構成。
  18. 如請求項1之感測器元件，其中傳送由前述光電轉換元件之光電轉換產生之電荷的傳送電晶體之閘極電極自前述半導體層之前述第2面埋入至特定之深度而構成。
  19. 一種電子機器，其具備感測器元件，且該感測器元件具有： 半導體層，其供形成接收特定波長頻帶之光且進行光電轉換之光電轉換元件；反射抑制部，其在相對於前述半導體層成為供前述光入射之側之第1面中，抑制前述光反射；及透過抑制部，其在相對於前述第1面成為前述半導體層之相反側之第2面中，抑制自前述第1面入射之前述光透過前述半導體層；其中前述反射抑制部係由藉由相對於前述半導體層之前述第1面以特定間隔設置複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之第1凹凸構造構成，該複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀包含依照構成前述半導體層之單晶矽晶圓之晶面之第1密勒指數之傾斜角度之斜面；前述透過抑制部係由藉由相對於前述半導體層之前述第2面以特定間隔設置複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀而形成之第2凹凸構造構成，該複數個四角錐形狀或倒四角錐形狀包含依照與前述第1密勒指數不同之第2密勒指數之傾斜角度之斜面。
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