摄像器件、摄像器件的制造方法和电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种背面照射型摄像器件及其制造方法和电子装置。
【背景技术】
[0002]在诸如CXD (电荷耦合器件)图像传感器或CMOS (互补金属氧化物半导体)图像传感器等固态摄像器件(摄像器件)中，每个像素配置有包含光电转换部(例如，PD(光电二极管)的固态摄像元件(摄像元件)。
[0003]在摄像器件中，当强光进入成像屏幕中的一些像素中以使得能够生成数量超过光电二极管的电荷容纳能力的信号电荷时，过剩的信号电荷从光电二极管构成的势阱溢出从而泄漏到邻近的光电二极管中，这导致图像质量的严重劣化。例如，通过在嵌入有光电二极管的Si基板中的相邻像素之间设置沟槽并且通过用具有负的固定电荷的绝缘膜覆盖该沟槽的表面，能够防止信号电荷泄漏。
[0004]另一方面，多数摄像器件具有这样的构造:其中，入射光能够在配线层侧进入(前面照射型摄像器件)。这样的摄像器件的缺点包括因入射光受到配线层的遮挡而造成的降低的灵敏度以及因被配线层反射而进入邻近像素的入射光造成的混色的发生。因此，提出背面照射型摄像器件。在背面照射型摄像器件中，光电二极管和各种晶体管设置在Si基板的前面，且Si基板的背面被研磨变薄以使入射光能够在背面侧进入以进行光电转换(例如，日本待审查专利申请公开第2005-209677号)。
[0005]在背面照射型摄像器件中，位于与配线层相同的层的外部连接电极设置在Si基板的光入射面(背面)的相反侧(前面)。因此，在具有足够穿透Si基板的深度的孔的内部，外部连接电极作为电极焊盘露出。由此露出的外部连接电极例如通过引线键合连接至外部电路。此时，劈刀(capillary)的端部很可能与孔的边缘接触,这可能造成漏电。对此，提出了在孔的周围设置有绝缘膜以将外部连接电极与Si基板绝缘的摄像器件(例如，日本待审查专利申请公开第2010-109137号)。
【发明内容】
[0006]上述用来分离像素的沟槽(像素分离沟槽)和用来设置使外部连接电极与Si基板绝缘的绝缘膜的沟槽(绝缘分离沟槽)均在Si基板的深度方向上延伸。因此可以在相同的工序中形成上述沟槽，这使得能够减少制造工序的数量。然而，在像素分离沟槽与穿透Si基板的绝缘分离沟槽同时形成的情况下，存在这样的缺点:可能损坏位于Si基板的前表面上的设置于像素之间的FD(浮动扩散)。
[0007]另一方面，在将像素分离沟槽与绝缘分离沟槽分开来形成的情况下，当绝缘材料被嵌入到沟槽时，因为沟槽深，所以需要较长的时间才能用绝缘材料将绝缘分离沟槽完全填满。这导致绝缘材料被沉积在Si基板上成为厚膜。因此，由于斜入射光而易于发生混色，这导致了聚焦特性下降的缺点。
[0008]因此，期望提供能够在保持聚焦特性的同时减少工序的数量的摄像器件及其制造方法和电子装置。
[0009]根据本发明的实施例，提供了一种摄像器件，其包括:第一沟槽，所述第一沟槽设置在半导体基板的受光区域内的多个像素之间，所述半导体基板包括周边区域和所述受光区域，所述受光区域设置有均含有光电转换部的所述多个像素；和第二沟槽，所述第二沟槽设置在所述半导体基板的周边区域内，其中，所述半导体基板的设置有所述第一沟槽的部分的厚度与所述半导体基板的设置有所述第二沟槽的部分的厚度不同。
[0010]根据本发明的实施例，提出了一种摄像器件的制造方法，所述方法包括以下步骤:在半导体基板的一个表面的周边区域内设置挖入部，所述半导体基板包括受光区域和所述周边区域，所述受光区域设置有均含有光电转换部的多个像素；并且在所述半导体基板的另一个表面上设置第一沟槽和第二沟槽，所述第一沟槽设置在所述受光区域内，所述第二沟槽设置在所述周边区域的面对着所述挖入部的位置处。
[0011]根据本发明的实施例，提出了一种设置有摄像器件的电子装置。所述摄像器件包括:第一沟槽，所述第一沟槽设置在半导体基板的受光区域内的多个像素之间，所述半导体基板包括周边区域和所述受光区域，所述受光区域设置有均含有光电转换部的所述多个像素；和第二沟槽，所述第二沟槽设置在所述半导体基板的周边区域内，其中，所述半导体基板的设置有所述第一沟槽的部分的厚度与所述半导体基板的设置有所述第二沟槽的部分的厚度不同。
[0012]在根据本发明上述实施例的摄像器件及其制造方法和电子装置中，所述第一沟槽(像素分离沟槽)设置在所述受光区域内的像素之间，所述第二沟槽(绝缘分离沟槽)设置在所述周边区域内。在所述半导体基板的一个表面上对所述周边区域进行蚀刻之后，从另一个表面形成所述第一沟槽和所述第二沟槽。这使得能够在相同的条件下在同一工序中形成期望形状的所述第一沟槽和所述第二沟槽。
[0013]在根据本发明上述实施例的摄像器件及其制造方法和电子装置中，所述第一沟槽设置在所述受光区域内的像素之间，所述第二沟槽设置在所述周边区域内。在所述半导体基板的一个表面上对所述周边区域进行蚀刻之后，从另一个表面形成所述第一沟槽和所述第二沟槽。因此，在相同的条件下在同一工序中形成期望形状的所述第一沟槽和所述第二沟槽。具体地，能够在同一工序中形成不穿透所述半导体基板的所述第一沟槽和穿透所述半导体基板的所述第二沟槽。因此，能够在不降低聚焦特性的情况下减少工序的数量。应注意，这里所述的效果不必是限制性的，且可以呈现出本发明所述的任何其它效果。
[0014]应当理解，前面的整体说明和下面的详细说明都是示例性的，且旨在对请求保护的技术提供进一步的说明。
【附图说明】
[0015]本说明书所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，这些附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例，并且与本说明书一起用来解释本发明的原理。
[0016]图1是图示了根据本发明第一实施例的摄像器件的横截面图。
[0017]图2是图示了图1所示的摄像器件的总体构造的平面图。
[0018]图3A是示意性地图示了图2所示的摄像器件的像素区域的构造的平面图。
[0019]图3B是示意性地图示了图2所示的焊盘部及其周边的构造的平面图。
[0020]图4是图示了图1所示的摄像器件的制造方法的横截面图。
[0021]图5是图不了图4之后的工序的横截面图。
[0022]图6是图示了图5之后的工序的横截面图。
[0023]图7是图1所示的摄像器件的功能框图。
[0024]图8A是示意性地图示了根据本发明的比较例的摄像器件的横截面图。
[0025]图SB是示意性地图示了图1所示的摄像器件的横截面图。
[0026]图9是图示了根据本发明第二实施例的摄像器件的横截面图。
[0027]图10是图示了图9所示的摄像器件的制造方法的横截面图。
[0028]图11是图示了图10之后的工序的横截面图。
[0029]图12是图示了根据本发明变型例I的摄像器件的一个示例的横截面图。
[0030]图13是图示了根据本发明变型例I的摄像器件的另一个示例的横截面图。
[0031]图14是图示了根据本发明变型例2的摄像器件的一个示例的横截面图。
[0032]图15是图示了根据本发明变型例2的摄像器件的另一个示例的横截面图。
[0033]图16A是图示了根据本发明变型例3的摄像器件的一个示例的横截面图。
[0034]图16B是图示了根据本发明变型例3的摄像器件的另一个示例的横截面图。
[0035]图17是图示了根据本发明变型例4的摄像器件的横截面图。
[0036]图18是根据应用例的电子装置的功能框图。
【具体实施方式】
[0037]下面，将参照附图详细说明本发明的一些实施例。应注意，将以下面的顺序进行说明。
[0038]1.第一实施例(在半导体基板的前面的周边区域内设置有二级凹部的示例)
[0039]1-1.基本构造
[0040]1-2.制造方法
[0041]1-3.操作和效果
[0042]2.第二实施例(在半导体基板的前面和背面的周边区域内设置有凹部的示例)
[0043]3.变型例I (在半导体基板的背面上设置有固定电荷膜的示例)
[0044]4.变型例2 (遮光膜在沟槽内延伸的示例)
[0045]5.变型例3 (在沟槽内设置有空气间隙的示例)
[0046]6.变型例4 (具有分层结构的示例)
[0047]7.应用例(应用于电子装置)
[0048]〈1.第一实施例>
[0049]图1以截面的方式图示了根据本发明第一实施例的摄像器件(摄像器件I)的构造(沿着图2中的1-1线)。图2图示了摄像器件I的总体构造。摄像器件I例如用于CCD图像传感器或CMOS图像传感器等，并且由含有多个像素(例如，像素P(参照图7))的受光区域IlOA和含有周边电路(例如，周边电路部130)的周边区域IlOB构成。受光区域IlOA具有这样的构造:其中，多个像素P以二维阵列排列。在像素之间，设置有像素分离沟槽IlA(第一沟槽)。周边区域IlOB包括外部连接区域IlOC以及周边电路，并且设置有多个外部连接电极(电极焊盘1B)。在每个电极焊盘IB的周围，设置有使电极焊盘IB与半导体基板11绝缘的绝缘分离沟槽IIB (第二沟槽)。
[0050]在实施例中，在半导体基板11的前面(表面S2)的与绝缘分离沟槽IlB相面对的位置处设置有挖入部(凹部11C)。绝缘膜15嵌入在凹部IlC中。在设置有绝缘分离沟槽IlB的区域内的半导体基板11的厚度小于在设置有像素分离沟槽IlA的区域内的半导体基板11的厚度。此外，像素分离沟槽IlA和绝缘分离沟槽IlB优选在相同的条件下在同一工序中形成。
[0051](1-1.基本构造)
[0052]图3A图示了根据实施例的摄像器件I的受光区域IlOA的平面构造。图3B图示了周边区域IlOB的外部连接区域IlOC中的电极焊盘IB及其周边的平面构造。根据实施例的摄像器件I是背面照射型摄像器件，并且具有所谓的四像素供供给作为一个单元的构造，在该构造中，四个光电转换部(PD(光电二极管)12)共