固体摄像装置以及固体摄像装置的制造方法

固体摄像装置以及固体摄像装置的制造方法
【专利摘要】本发明的一个实施方式的目的在于提供一种能够不使遮光部薄层化地提高光接收灵敏度的固体摄像装置以及固体摄像装置的制造方法。根据本发明的一个实施方式，提供固体摄像装置。固体摄像装置具备半导体层和遮光部。半导体层将多个光电变换元件以2维阵列状排列。遮光部设置于半导体层的内部，具有遮光部件，该遮光部件与半导体层的界面被绝缘膜覆盖。进而，遮光部具备遮光区域和元件分离区域。遮光区域设置在半导体层的内部的光电变换元件的受光面侧，将从特定的方向向光电变换元件入射的光遮蔽。元件分离区域从遮光区域朝向多个光电变换元件之间并向半导体层的深度方向凸设，将多个光电变换元件电气地光学地元件分离。
【专利说明】固体摄像装置以及固体摄像装置的制造方法

【技术领域】
[0001 ] 本发明的实施方式涉及固体摄像装置以及固体摄像装置的制造方法。

【背景技术】
[0002]以往，数码摄像机或带摄像机功能的便携式终端等电子设备具备具有固体摄像装置的摄像机模块。固体摄像装置具备与摄像图像的各像素对应而2维排列的多个光电变换元件。
[0003]各光电变换元件设置于半导体层，将经由在半导体层的光入射的一侧所层叠的绝缘层、滤色器、微透镜而入射的光光电变换为与受光量相应的量的电荷，并作为表不各像素的亮度的信号电荷而蓄积。在设置在光电变换元件与滤色器之间的绝缘层的内部，设有对相对于各光电变换兀件从特定的方向入射的光进行遮蔽的遮光部。
[0004]例如，在为了检测摄像光学系统的焦点而设置的所谓相位差检测用的光电变换元件的受光面侧，为了对入射的光进行光瞳分割(pupil-divide)而设有覆盖受光面的一部分的遮光部。此外，在从光入射的一侧观察到的摄像用的各光电变换元件之间，设有对从与相邻的光电变换元件对应的滤色器入射的光进行遮蔽的遮光部。
[0005]该固体摄像装置中，有时入射的光在遮光部的侧面进行漫反射而光接收灵敏度降低。这里，若使遮光部薄层化，则能够减少漫反射，但由于遮光部的图案是微细的，因此有时由于电气方面或机械方面的压力而图案的一部分消失。另一方面，在使遮光部厚层化的情况下，确保平坦性变得困难，在用绝缘层填埋遮光部的工序中在绝缘层内产生被称为空洞(void)的气泡。该空洞成为光接收灵敏度降低的原因。


【发明内容】

[0006]本发明要解决的技术问题是，提供一种能够在不使遮光部薄层化的情况下使光接收灵敏度提高的固体摄像装置以及固体摄像装置的制造方法。
[0007]一实施方式的固体摄像装置具备:
[0008]半导体层，将多个光电变换元件以2维阵列状排列而成；
[0009]遮光部，设置在上述半导体层的内部，具有遮光部件，该遮光部件与上述半导体层的界面被绝缘膜覆盖；
[0010]上述遮光部具备:
[0011]遮光区域，设置在上述半导体层的内部中的上述光电变换元件的受光面侧，对从特定的方向向上述光电变换元件入射的光进行遮蔽；以及
[0012]元件分离区域，从上述遮光区域朝向上述多个光电变换元件之间并向上述半导体层的深度方向凸设，将上述多个光电变换元件电气地光学地元件分离。
[0013]其他的实施方式的固体摄像装置的制造方法包括如下工序:
[0014]通过将第2导电型的半导体区域以矩阵状2维排列在第1导电型的半导体层上而形成多个光电变换元件；以及
[0015]在上述半导体层的内部通过与上述半导体层的界面被绝缘膜覆盖的遮光部件形成遮光部，该遮光部具备:将从特定的方向向上述光电变换元件入射的光遮蔽的遮光区域；以及将上述多个光电变换元件电气地光学地元件分离的元件分离区域。
[0016]根据上述构成的固体摄像装置以及固体摄像装置的制造方法，能够不使遮光部薄层化地使光接收灵敏度提高。

【专利附图】

【附图说明】
[0017]图1是表示具备实施方式的固体摄像装置的数码摄像机的大致构成的框图。
[0018]图2是表示实施方式的固体摄像装置的大致构成的框图。
[0019]图3是表示实施方式的遮光部以及相位差图案的形状的说明图。
[0020]图4是示意性地表示图3所示的A — A'线的剖面的说明图。
[0021]图5是表示实施方式的固体摄像装置的制造工序的剖面示意图。
[0022]图6是表示实施方式的固体摄像装置的制造工序的剖面示意图。
[0023]图7是表示实施方式的固体摄像装置的制造工序的剖面示意图。
[0024]图8是将实施方式的遮光部以及相位差图案应用于表面照射型的图像传感器的情况下的说明图。

【具体实施方式】
[0025]以下，参照附图来详细说明实施方式的固体摄像装置以及固体摄像装置的制造方法。另外，并非通过该实施方式来限定本发明。
[0026]图1是表示具备实施方式的固体摄像装置14的数码摄像机1的大致构成的框图。如图1所示，数码摄像机1具备摄像机模块11和后段处理部12。
[0027]摄像机模块11具备摄像光学系统13和固体摄像装置14。摄像光学系统13获取来自被摄体的光，使被摄体影像成像。固体摄像装置14对由摄像光学系统13成像的被摄体影像进行摄像，将通过摄像而得到的图像信号向后段处理部12输出。
[0028]此外，固体摄像装置14基于通过摄像而得到的图像信号，生成对摄像光学系统13的焦点进行自动调整的控制信号而向摄像光学系统13输出。该摄像机模块11除了数码摄像机1以外例如还被应用于带摄像机的便携式终端等电子设备。
[0029]后段处理部12具备ISP (Image Signal Processor，图像信号处理器)15、存储部16以及显示部17。ISP15进行从固体摄像装置14输入的图像信号的信号处理。该ISP15进行例如噪声去除处理、缺陷像素修改处理、分辨率变换处理等高画质化处理。
[0030]而且，ISP15将信号处理后的图像信号向存储部16、显示部17以及摄像机模块11内的固体摄像装置14所具备的后述的信号处理电路21 (参照图2)输出。从ISP15向摄像机模块11反馈的图像信号被用于固体摄像装置14的调整及控制。
[0031]存储部16将从ISP15输入的图像信号作为图像来存储。此外，存储部16将所存储的图像的图像信号按照用户的操作等来向显示部17输出。显示部17按照从ISP15或存储部16输入的图像信号来显示图像。该显示部17例如是液晶显示器。
[0032]接着，参照图2说明摄像机模块11所具备的固体摄像装置14。图2是表示第1实施方式的固体摄像装置14的大致构成的框图。如图2所示，固体摄像装置14具备图像传感器20和信号处理电路21。
[0033]这里，对图像传感器20是所谓背面照射型CMOS (Complementary Metal OxideSemiconductor)图像传感器的情况进行说明，该所谓背面照射型CMOS图像传感器中，在对入射光进行光电变换的光电变换兀件的入射光所入射的面的相反侧的面上形成有布线层。
[0034]另外，本实施方式的图像传感器20并不限定于背面照射型CMOS图像传感器，也可以是表面照射型CMOS图像传感器或(XD (Charge Coupled Device)图像传感器等任意的图像传感器。
[0035]图像传感器20具备周边电路22和像素阵列23。此外，周边电路22具备垂直移位寄存器24、定时控制部25、⑶S (相关二重采样部)26、ADC (模拟数字变换部)27以及线存储器28。
[0036]像素阵列23设置于图像传感器20的摄像区域。该像素阵列23中，设置于半导体层并与摄像图像的各像素对应的多个光电变换元件被向水平方向(行方向)以及垂直方向(列方向)配置为2维阵列状(矩阵状)。而且，对于像素阵列23而言，与各像素对应的各光电变换元件产生与入射光量相应的信号电荷(例如电子)并蓄积。
[0037]定时控制部25是对垂直移位寄存器24输出成为动作定时的基准的脉冲信号的处理部。垂直移位寄存器24是将选择信号向像素阵列23输出的处理部，选择信号用于从配置为阵列(行列)状的多个光电变换元件以行为单位依次选择用于读出信号电荷的光电变换元件。
[0038]像素阵列23将通过从该垂直移位寄存器24输入的选择信号而以行为单位选择出的各光电变换元件所蓄积的信号电荷作为表示各像素的亮度的像素信号，从光电变换元件向⑶S26输出。
[0039]⑶S26是将从像素阵列23输入的像素信号通过相关二重采样将噪声去除后向ADC27输出的处理部。ADC27是将从⑶S26输入的模拟的像素信号向数字的像素信号变换后向线存储器28输出的处理部。线存储器28是将从ADC27输入的像素信号暂时保持、并按照像素阵列23中的光电变换兀件的每一行向信号处理电路21输出的处理部。
[0040]信号处理电路21是对从线存储器28输入的像素信号进行规定的信号处理后向后段处理部12输出的处理部。信号处理电路21对像素信号进行例如镜头阴影修改、缺陷修改、降噪处理等信号处理。
[0041]这样，图像传感器20中，像素阵列23所配置的多个光电变换素子将入射光光电变换为与受光量相应的量的信号电荷而蓄积，周边电路22将蓄积在各光电变换元件中的信号电荷作为像素信号读出，从而进行摄像。
[0042]此外，像素阵列23具备为了检测摄像光学系统13的焦点而设置的基于所谓光瞳分割相位差检测方式的焦点检测用的光电变换元件(以下记为“相位差检测元件”)。相位差检测元件在像素阵列23之中接近的位置至少设置2个也就是一对。
[0043]在各相位差检测元件的受光面侧设有覆盖受光区域的一部分(例如一半)的遮光部(以下记为“相位差图案”)。另外，在摄像用的光电变换元件的受光面侧还以从受光面侧观察时包围各光电变换兀件的方式设有遮光部。
[0044]固体摄像装置14中，信号处理部21基于由一对相位差检测元件光电变换后的信号电荷，对各相位差检测元件所受光到的光的相位差进行计算。并且，信号处理电路21以使计算出的相位差向作为合焦的基准的相位差接近的方式使摄像光学系统13的透镜移动而自动地进行合焦的处理。
[0045]接着，参照图3来说明像素阵列23中的遮光部以及相位差图案的形状。图3是表示实施方式的遮光部40以及相位差图案41的形状的说明图。另外，图3中对于与形成有摄像用的光电变换元件4a和相位差检测元件4b的半导体层相比设置在光入射的一侧的构成要素，省略图示。
[0046]如图3所示，在像素阵列23中，从光入射的一侧观察，受光面以矩形状露出的多个光电变换元件4a设置为矩阵状。此外，像素阵列23中，从光入射的一侧观察，受光面以三角形状露出的一对相位差检测元件4b相邻匹配而设置。对该相位差检测元件4b而言，矩形状的受光面中的以受光面的对角线为边界的一半被相位差图案41覆盖，从而受光面以三角形状露出。
[0047]这样，对于一对相位差检测元件4b而言，受光面的作为相互对称的一半被相位差图案41覆盖，从而将从相对于与受光面垂直的方向仅倾斜了相互对称的角度的倾斜方向入射的光受光，对所入射的光进行光瞳分割。由此，信号处理电路21通过对被光瞳分割后的一对光的相位差进行计算并与作为基准的相位差进行比较，从而能够自动地进行合焦。
[0048]此外，在各光电变换元件4a以及相位差检测元件4b的周围，从光入射的一侧观察，以栅格状设有遮光部40。通过该遮光部40，能够遮蔽从邻接设置的光电变换元件4a或相位差检测元件4b侧向各光电变换元件4a以及相位差检测元件4b侵入的光。另外，在光电变换元件4A以及相位差检测元件4b与遮光部40以及相位差图案41之间设有绝缘膜44。
[0049]本实施方式中，以能够不使遮蔽上述的光的遮光部40以及相位差图案41薄层化而提高光接收灵敏度的方式构成了像素阵列23。以下，参照图4来说明实施方式的像素阵列23的构成。
[0050]图4是示意性地表示图3所示的A — A'线的剖面的说明图。另外，图4中还图示了与形成有摄像用的光电变换元件4a和相位差检测元件4b的半导体层相比设置在光入射的一侧的构成要素。以下，设第1导电型为P型、设第2导电型为N型来进行说明，但也可以设第1导电型为N型、设第2导电型为P型。
[0051]如图4所示，像素阵列23从光入射的一侧起依次具备微透镜31、滤色器32、导波通路33、P型的半导体(这里设为S1:硅)层34、绝缘层35、粘接层36、支撑基板37。
[0052]微透镜31是将入射的光集光的平凸透镜。滤色器32是选择性地使红、绿、蓝或白中的任意的色光透过的过滤器。导波通路33是将透过滤色器32的光向P型的Si层34侧引导的区域，例如由氮化Si形成。在导波通路33的周围设有例如由氧化Si形成的保护膜38。
[0053]P型的Si层34是例如使掺杂了硼等P型的杂质的Si外延生长而形成的区域。另夕卜，P型的Si层34也可以是向Si晶片离子注入P型的杂质而形成的层。
[0054]在P型的Si层34的内部的光电变换元件4a以及相位差检测元件4b的形成位置设有N型的Si区域39。像素阵列23中，通过P型的Si层34与N型的Si区域39的PN结而形成的光电二极管成为光电变换元件4a以及相位差检测元件4b。
[0055]另外，在绝缘层35的内部设有从光电变换元件4a或相位差检测元件4b将信号电荷读出的读出栅极46、多层布线47等。关于粘接层36以及支撑基板37在后面叙述。
[0056]而且，在实施方式的像素阵列23中，不是在设有光电变换元件4a以及相位差检测元件4b的P型的Si层34的上层(光入射的一侧)、而是在P型的Si层34中的受光面侧内部设有遮光部40以及相位差图案41。
[0057]具体来说，遮光部40在P型的Si层34中的光电变换元件4a的受光面侧的内部具备:设置在各光电变换元件4a之间的遮光区域42a ;和从遮光区域42a朝向各N型的Si区域39之间并向P型的Si层34的深度方向凸设的元件分离区域43a。
[0058]该遮光部40通过在P型的Si层34中的遮光区域42a以及元件分离区域43a的形成位置形成槽、在通过绝缘膜44覆盖槽的内周面后、利用遮光部件45将槽填埋而形成。
[0059]遮光部40的遮光区域42a遮蔽从特定的方向对各光电变换元件4a入射的光、例如从相邻设置的光电变换元件4a上的滤色器32入射的光。此外，元件分离区域43a将各光电变换元件4a之间或光电变换元件4a与相位差检测元件4b之间电气地以及光学地元件分离。
[0060]此外，相位差图案41具备:在覆盖相位差检测元件4b的受光面的一部分(这里是一半)的位置设置的遮光区域42b ;和从遮光区域42b朝向各N型的Si区域39之间且向P型的Si层34的深度方向凸设的元件分离区域43b。
[0061]该相位差图案41通过在P型的Si层34中的遮光区域42b以及元件分离区域43b的形成位置形成槽、在通过绝缘膜44将槽的内周面覆盖后、利用遮光部件45将槽填埋而形成。
[0062]相位差图案41的遮光区域42b遮蔽从特定的方向向各相位差检测元件4b入射的光、例如从相对于与受光面垂直的方向仅倾斜了规定角度的倾斜方向入射的光。此外，元件分离区域43b将各相位差检测元件4b之间或相位差检测元件4b与光电变换元件4a之间电气地以及光学地元件分离。
[0063]这样，像素阵列23在设有光电变换元件4a以及相位差检测元件4b的P型的Si层34的受光面侧内部具备遮光区域42a、42b。因此，像素阵列23中，即使在遮光区域42a、42b的侧面入射光进行漫反射，与在P型的Si层34的上层设置遮光部的情况相比，也在接近光电变换元件4a以及相位差检测元件4b的位置处发生漫反射。
[0064]从而，根据像素阵列23，能够通过光电变换元件4a以及相位差检测元件4b使在遮光区域42a，42b的侧面进行漫反射的光有效地受光，因此能够提高光接收灵敏度。
[0065]并且，像素阵列23能够有效地对在遮光区域42a、42b的侧面漫反射的光进行受光，所以不需要将遮光区域42a、42b薄层化。因此，根据像素阵列23，能够抑制由于将遮光区域42a、42b薄层化而导致的遮光区域42a、42b的图案消失。
[0066]进而，像素阵列23中，由于遮光部40以及相位差图案41设置在P型的Si层34的内部，所以能够确保作为p型的Si层34的受光面的上表面的平坦性。由此，像素阵列23中，在P型的Si层34的上层形成导波通路33以及保护膜38时，能够抑制在导波通路33以及保护膜38内部产生空洞，因此能够抑制由空洞引起的光接收灵敏度的降低。
[0067]粘接，参照图5?图7来说明实施方式的固体摄像装置14的制造方法。另外，除了固体摄像装置14中的像素阵列23以外的部分的制造方法与一般的CMOS图像传感器相同。因此，以下说明固体摄像装置14中的像素阵列23部分的制造方法。
[0068]图5?图7是表不实施方式的固体摄像装置14的制造工序的首I]面不意图。另外，图5?图7中选择性地示出像素阵列23中的图4所示的部分的制造工序。
[0069]如图5 (a)所示，在制造像素阵列23的情况下，在Si晶片等半导体基板100上形成P型的Si层34。此时，例如在半导体基板100上使掺杂了硼等P型的杂质的Si层外延生长，由此形成P型的Si层34。另外，该P型的Si层34也可以通过向Si晶片的内部离子注入P型的杂质并进行退火处理而形成。
[0070]接着，通过向P型的Si层34中的光电变换元件4a以及相位差检测元件4b的形成位置例如离子注入磷等N型的杂质并进行退火处理而形成N型的Si区域39。由此，在像素阵列23中，通过P型的Si层34与N型的Si区域39的PN结而形成作为光电二极管的光电变换元件4a以及相位差检测元件4b。
[0071]之后，如图5 (b)所示，在P型的Si层34上与读出栅极46、多层布线47等一同形成绝缘层35。该工序中，在P型的Si层34的上表面形成读出栅极46等后，重复进行形成氧化Si层的工序、在氧化Si层形成规定的布线图案的工序、以及在布线图案内埋入Cu等而形成多层布线47的工序。由此，形成在内部设有读出栅极46、多层布线47等的绝缘层35。
[0072]接着，如图5 (c)所示，在绝缘层35的上表面涂覆粘接剂而设置粘接层36，在粘接层36的上表面例如贴附Si晶片等的支撑基板37。之后，在使图5 (d)所示的构造体的上下反转后，例如，通过磨床等研磨装置将半导体基板100从背面侧(这里是上表面侧)研磨，将半导体基板100薄层化到规定的厚度。
[0073]进而，通过例如CMP (Chemical Mechanical Polishing,化学机械研磨)将半导体基板100的背面侧进一步研磨，如图5(d)所示，使作为P型的Si层34的受光面的背面(这里是上表面)露出。
[0074]之后，如图6(a)所示，在P型的Si层34中的元件分离区域43a、43b(参照图4)的形成位置、也就是各N型的Si区域39之间的位置，通过例如RIE(Reactive 1n Etching,反应离子刻蚀)而形成第一槽51。
[0075]接着，如图6 (b)所示，使第一槽51中的上端部分的宽度扩张，在遮光区域42a(参照图4)的形成位置形成第二槽52a，在遮光区域42b (参照图4)的形成位置形成第二槽52b。
[0076]这里，第二槽52a优选的是成为俯视时不与N型的Si区域39的外周重叠的宽度，第二槽52a被形成为剖视时与P型的Si层34内的N型的Si区域39的上表面处于同一面或大致同样的深度。也就是说，第二槽52a形成在将摄像用的光电变换元件4a中的受光面的外周包围的位置。
[0077]此外，第二槽52b形成为，俯视时与相位差检测元件4b中的N型的Si区域39上表面的一部分(这里是一半)重叠的宽度、剖视中为与P型的Si层34内的N型的Si区域39的上表面处于同一面或大致同样的深度。
[0078]之后，如图6 (c)所示，在第一槽51以及第二槽52a、52b的内周面例如使用CVD(Chemical Vapor Deposit1n,化学气相淀积)或派射等而形成氧化Si等绝缘膜44。进而，使用例如CVD将铝等遮光部件45埋入由绝缘膜44覆盖内周面的第一槽51以及第二槽52a、52b的内部。
[0079]由此，能够一次形成具有遮光区域42a以及元件分离区域43a的遮光部40、以及具备遮光区域42b以及元件分离区域43b的相位差图案41。另外，绝缘膜44也可以是氮化Si膜等的其他的绝缘膜。此外，遮光部件45可以是钨、铜等其他的具有遮光性的金属。此夕卜，遮光部件45可以是折射率与Si不同的氧化S1、氮化Si等绝缘材料。
[0080]这样，本实施方式中，由于将遮光部40以及相位差图案41形成在设有光电变换元件4a以及相位差检测元件4b的P型的Si层34的内部，因此能够确保P型的Si层34的受光面(上表面)的平坦性。
[0081]此外，本实施方式中，遮光区域42a、42b的上表面与P型的Si层34的上表面一致，下表面为与N型的Si区域39的上表面处于同一面或大致同样的深度。由此，能够将遮光区域42a、42b的侧面尽量地靠近N型的Si区域39的上表面与P型的Si层34的PN结部分。
[0082]从而，根据像素阵列23，即使入射光在遮光区域42a、42b的侧面漫反射，也能够通过光电变换元件4a以及相位差检测元件4b而将漫反射出的光的几乎全部受光，因此能够提高光接收灵敏度。
[0083]接着，如图7 (a)所示，在P型的Si层34的上表面使用例如CVD，层叠氧化Si而形成保护膜38，如图7 (b)所示，选择性地去除光电变换元件4a以及相位差检测元件4b上的保护膜38。
[0084]并且，如图7 (c)所示，例如使用CVD向选择性地去除了保护膜38后的开口的内部层叠氮化Si，从而形成导波通路33。此时，层叠有氮化Si的P型的Si层34的上表面如上述那样确保了平坦性。由此，在形成导波通路33的工序中能够抑制在导波通路33的内部产生空洞，因此能够抑制由空洞引起的像素阵列23的光接收灵敏度的降低。
[0085]之后，通过在导波通路33的上表面依次形成滤色器32以及微透镜31，从而形成图4所示的像素阵列23。另外，到此为止说明了实施方式的图像传感器20为背面照射型的图像传感器的情况，但也能够将实施方式的遮光部40以及相位差图案41用于表面照射型的图像传感器。
[0086]图8是将实施方式的遮光部40以及相位差图案41用于表面照射型的图像传感器的情况的说明图。图8中示出了表面照射型的图像传感器中的像素阵列23a的示意的剖面的一部分。另外，关于图8所示的构成要素中的、与图4所示的构成要素具有相同的功能的构成要素，赋予与图4所示的符号同样的符号，从而省略其说明。
[0087]如图8所示，像素阵列23a除了 P型的Si层34设置在半导体基板100上这一点以及设有读出栅极46、多层布线47的绝缘层35被配置于P型的Si层34的受光面(上表面)侧这一点以外，是与图4所示的像素阵列23相同的构成。
[0088]这样，在将实施方式的遮光部40以及相位差图案41应用于表面照射型的图像传感器的情况下，P型的Si层34的内部构造也与图4所示的像素阵列23是相同的。从而，通过图8所示的像素阵列23a，能够与图4所示的像素阵列23同样地不会将遮光部40的遮光区域42a以及相位差图案41的遮光区域42b薄层化，并使光接收灵敏度提高。
[0089]如上述那样，实施方式的固体摄像装置在设有光电变换元件的半导体层的内部具备遮蔽从特定的方向对光电变换元件入射的光的遮光部。由此，在实施方式的固体摄像装置中，使遮光部的侧面与光电变换元件尽量地靠近，从而在入射光通过遮光部的侧面而进行了漫反射的情况下，能够使漫反射出的光的几乎全部由光电变换元件受光，因此能够实现光接收灵敏度的提高。
[0090]并且，实施方式的固体摄像装置中，即使不将遮光部薄层化也能够确保半导体层中的受光面的平坦性。从而，能够防止由于将遮光部薄层化而造成的遮光部的图案的消失。
[0091]进而，实施方式的固体摄像装置中，能够确保半导体层中的受光面的平坦性，因此能够抑制在半导体层的上层设置的构成要素中产生空洞，能够抑制由空洞引起的光接收灵敏度的降低。
[0092]虽然说明了本发明的若干实施方式，但这些实施方式是作为例而进行提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他的各种的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围中，能够进行各种的省略、替换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。
【权利要求】
1.一种固体摄像装置，具备: 半导体层，将多个光电变换元件以2维阵列状排列而成； 遮光部，设置在上述半导体层的内部，具有遮光部件，该遮光部件与上述半导体层的界面被绝缘膜覆盖； 上述遮光部具备: 遮光区域，设置在上述半导体层的内部中的上述光电变换元件的受光面侧，对从特定的方向向上述光电变换元件入射的光进行遮蔽；以及 元件分离区域，从上述遮光区域朝向上述多个光电变换元件之间并向上述半导体层的深度方向凸设，将上述多个光电变换元件电气地光学地元件分离。
2.如权利要求1所述的固体摄像装置， 上述遮光区域设置在将上述多个光电变换元件中的、输出基于光瞳分割相位差检测方式的焦点检测用信号电荷的光电变换元件的受光面的一部分覆盖的位置。
3.如权利要求1所述的固体摄像装置， 上述遮光部还具备遮光区域，该遮光区域设置在将上述多个光电变换元件中的、输出摄像用信号电荷的光电变换元件的受光面的外周包围的位置，对从特定的方向向该光电变换元件入射的光进行遮蔽。
4.如权利要求1所述的固体摄像装置， 上述光电变换元件是由第I导电型的上述半导体层与设置在该半导体层的内部的第2导电型的半导体区域之间的PN结构成的光电二极管， 上述遮光区域中，受光面与上述半导体层的受光面一致，与受光面对置的一侧的面与上述第I导电型的半导体层内部的上述第2导电型的半导体区域的受光面的深度位置大致—致。
5.如权利要求1所述的固体摄像装置， 上述绝缘膜是氧化硅膜， 上述遮光部件是具有遮光性的金属。
6.如权利要求1所述的固体摄像装置， 在上述半导体层的上表面具有引导朝向上述光电变换元件入射的光的导波通路。
7.如权利要求6所述的固体摄像装置， 上述导波通路由与上述光电变换元件的受光面对置的位置上设置的氮化硅形成，周围被氧化硅包围。
8.—种固体摄像装置的制造方法， 包括如下工序: 通过将第2导电型的半导体区域以矩阵状2维排列在第I导电型的半导体层上而形成多个光电变换元件；以及 在上述半导体层的内部通过遮光部件形成遮光部，上述遮光部件与上述半导体层的界面被绝缘膜覆盖，上述遮光部具备:将从特定的方向向上述光电变换元件入射的光遮蔽的遮光区域以及将上述多个光电变换元件电气地光学地元件分离的元件分离区域。
9.如权利要求8所述的固体摄像装置的制造方法， 包括如下工序: 以朝向上述多个光电变换元件之间且向上述半导体层的深度方向凸设的方式形成上述元件分离区域，在上述半导体层的内部的上述光电变换元件的受光面侧形成上述遮光区域，从而形成上述遮光部。
10.如权利要求8所述的固体摄像装置的制造方法， 包括如下工序: 在将上述多个光电变换元件中的、输出基于光瞳分割相位差检测方式的焦点检测用信号电荷的光电变换元件的受光面的一部分覆盖的位置，形成上述遮光区域。
11.如权利要求8所述的固体摄像装置的制造方法， 包括如下工序: 还形成遮光区域，该遮光区域设置在将上述多个光电变换元件中的输出摄像用信号电荷的光电变换元件的受光面的外周包围的位置，对从特定的方向向该光电变换元件入射的光进行遮蔽。
12.如权利要求8所述的固体摄像装置的制造方法， 包括如下工序: 在上述半导体层中的上述光电变换元件之间形成第一槽， 使上述第一槽中的上端部分的宽度扩张而形成第二槽， 在上述第一槽以及上述第二槽的内周面将上述绝缘膜成膜， 在内周面被上述绝缘膜覆盖的上述第一槽以及上述第二槽的内部埋入上述遮光部件而形成上述遮光部。
13.如权利要求12所述的固体摄像装置的制造方法， 包括如下工序: 使上述第一槽中的上端部分的宽度扩张，使得上述第二槽的下端与上述第I导电型的半导体层内部的上述第2导电型的半导体区域的受光面的深度位置大致一致。
14.如权利要求8所述的固体摄像装置的制造方法， 上述绝缘膜是氧化硅膜， 上述遮光部件是具有遮光性的金属。
15.如权利要求8所述的固体摄像装置的制造方法， 包括如下工序: 在上述半导体层的上表面形成引导朝向上述光电变换元件入射的光的导波通路。
16.如权利要求15所述的固体摄像装置的制造方法， 包括如下工序: 在与上述光电变换元件的受光面对置的位置，通过氮化硅而形成上述导波通路， 通过氧化硅来包围上述导波通路的周围。
【文档编号】H01L27/146GK104347646SQ201410007866
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】谷田一真 申请人:株式会社东芝