专利名称：固体摄像器件及其制造方法、固体摄像装置和摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及固体摄像器件及其制造方法、固体摄像装置和摄像装置。具体地，本发明涉及背侧照射型固体摄像器件及其制造方法和使用该固体摄像器件的固体摄像装置和摄像装置。
背景技术：
在过去，由CXD(电荷耦合器件)或CMOS图像传感器构成的固体摄像装置已广泛应用在摄像机和数码相机等中。近年来，随着摄像机、数码相机和设有相机的移动电话的尺寸和功耗的减小，CMOS固体摄像装置快速地广泛应用。另外，在CMOS固体摄像装置中，图 18所示的前侧照射型CMOS固体摄像装置和图19所示的背侧照射型CMOS固体摄像装置是已知的。如图18的示意结构图所示，前侧照射型固体摄像装置111包括像素区域113。在该区域中，形成多个光电二极管PD和多个单位像素116，其中，光电二极管PD用于构成半导体基板112的光电转换部，单位像素116是由多个像素晶体管形成。尽管图18未示出像素晶体管，但图18示出了栅电极114，因此示意性地示出了像素晶体管的存在。通过由杂质扩散层形成的元件隔离区域115来隔离每个光电二极管PD。另外，多级布线层119形成在半导体基板112的形成有像素晶体管的表面侧上，多个布线118之间隔着层间绝缘膜117布置在多级布线层119中。布线118形成在与光电二极管PD相对应的位置之外的位置中。片上滤色器121和片上微透镜122隔着平坦化膜120依次形成在多级布线层119 上。通过布置每个例如红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的滤色器来构成片上滤色器121。在前侧照射型固体摄像装置111中，光L从基板的形成有多级布线层119的表面 (即，光接收表面12 侧入射。另一方面，如图19的示意结构图所示，背侧照射型固体摄像装置131包括像素区域113。在该区域中，形成多个光电二极管PD和多个单位像素116，其中，光电二极管PD用于构成半导体基板112的光电转换部，单位像素116是由多个像素晶体管形成。尽管图19 未示出像素晶体管，但图19示出了栅电极114，因此示意性地示出了像素晶体管的存在。通过由杂质扩散层形成的元件隔离区域115来隔离每个光电二极管PD。另外，多级布线层119形成在半导体基板112的形成有像素晶体管的表面侧上，多个布线118之间隔着层间绝缘膜117布置在多级布线层119中。在背侧照射型固体摄像装置中，布线118 的形成位置与光电二极管PD的位置无关。
另外，绝缘层128、片上滤色器121和片上微透镜122依次形成在半导体基板112 的与光电二极管PD面对的背侧上。在背侧照射型固体摄像装置131中，光L从基板的背侧(光接收表面13 入射， 即从基板的与形成有多级布线层119和像素晶体管的表面相对的一侧入射。注意，存在通过像素小型化而实现的器件高集成度的需求。上述前侧照射型固体摄像装置111具有如下结构光电二极管PD通过多级布线层119间的间隔来接收光。因而，在高集成度所实现的像素小型化的情况下，由于如布线等障碍物的原因，难以充分保证光感测部分的面积。因此，需要关注灵敏度的劣化和阴影的增加。相对比，在背侧照射型固体摄像装置131中，光L在不受多级布线层119限制的情况下入射到光电二极管PD。因此，能够将每个光电二极管PD的开口设置得比较大，因而实现了高灵敏度。然而，在背侧照射型固体摄像装置131中，形成在光接收表面侧的相对侧上的信号处理电路需要读取和处理信号电荷。基于这个原因，需要降低半导体基板112的厚度。因而，当如红外线等长波长的光入射时，容易传输到多级布线层119且被多级布线层119反射的光入射到邻近像素的光电二极管PD，因此这有可能混合了光的颜色。因而，图20所示的日本未审查专利申请No. 2009-259934提出了在光电二极管和布线层之间部分地设置红外截止滤色层(infrared cut filter layer) 150的技术。根据日本未审查专利申请No. 2009-259934所披露的技术，能够去除通过半导体基板112传输且被多级布线层119反射的红外线，从而能够防止颜色混合。在日本未审查专利申请No. 2009-259934所披露的技术中，红外截止滤色层形成在半导体基板112中间。由于这个原因，必然部分地形成红外截止滤色层。因而，红外线在未形成有红外截止滤色层的部分中传输，接着被多级布线层反射。 因此，需要考虑颜色混合的发生。
发明内容
鉴于上述情形，提出了本发明。为解决上述问题，本发明提出了能够更充分地抑制由半导体基板传输的光所引起的颜色混合的固体摄像器件及其制造方法、固体摄像装置和摄像装置。本发明的实施例的固体摄像器件包括半导体基板，其具有对入射光进行光电转换的光感测部分；红外截止滤色层或遮光层，其设置在与所述半导体基板的光接收表面相反的表面侧上，并基本上形成在与形成有所述半导体基板的所述光感测部分的区域相对应的区域的整个表面上；及布线层，其设置在所述红外截止滤色层或所述遮光层的上层上。这里，在所述半导体基板和所述布线层之间，设置有所述红外截止滤色层或所述遮光层，其中，所述红外截止滤色层或所述遮光层设置在与所述半导体基板的光接收表面相反的表面侧上，并基本上形成在与形成有所述半导体基板的所述光感测部分的区域相对应的区域的整个表面上。由此，能够抑制所述布线层反射的光所导致的颜色混合。另外，可以认为所述红外截止滤色层或所述遮光层反射的光入射到所述光感测部分。然而，由于所述红外截止滤色层或所述遮光层设置成比所述布线层更靠近所述半导体基板，所以认为反射光入射到邻近像素的可能性较低。
而且，优选地，所述红外截止滤色层包括两个层叠的层，所述两个层叠的层的折射率彼此不同。具体地，例如，优选地，所述红外截止滤色层具有层叠结构，所述层叠结构中的滤色器包括氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铪和氧化钽，或者包括上述化合物中的至少一种。除此之外，例如，优选地，所述红外截止滤色层包括酞菁类化合物、蒽醌类化合物、 花青类化合物、聚亚甲基类化合物、铝类化合物、二亚铵类化合物、亚铵类化合物和偶氮类化合物中的至少一种。另外，本发明的另一实施例的固体摄像器件的制造方法包括在具有光感测部分的半导体基板的与光接收表面相反的表面侧上，且基本上在与形成有所述半导体基板的所述光感测部分的区域相对应的区域的整个表面上，形成红外截止滤色层或遮光层，所述光感测部分对入射光进行光电转换；及在所述红外截止滤色层或所述遮光层的上层上形成布线层。这里，在具有光感测部分的半导体基板的与光接收表面相反的表面侧上，且基本上在与形成有所述半导体基板的所述光感测部分的区域相对应的区域的整个表面上，形成红外截止滤色层或遮光层，所述光感测部分对入射光进行光电转换。接着，在所述红外截止滤色层或所述遮光层的上层上形成所述布线层。于是，在所述半导体基板和所述布线层之间，设置有所述红外截止滤色层或所述遮光层，其中，所述红外截止滤色层或所述遮光层形成在与所述半导体基板的光接收表面相反的表面侧上，并基本上形成在与形成有所述半导体基板的所述光感测部分的区域相对应的区域的整个表面上。由此，能够抑制所述布线层反射的光所导致的颜色混合。再者，本发明的又一实施例的固体摄像装置包括固体摄像器件，所述固体摄像器件包括半导体基板，其具有对入射光进行光电转换的光感测部分；红外截止滤色层或遮光层，其设置在与所述半导体基板的光接收表面相反的表面侧上，并基本上形成在与形成有所述半导体基板的所述光感测部分的区域相对应的区域的整个表面上；及布线层，其设置在所述红外截止滤色层或所述遮光层的上层上；以及光学系统，其将所述入射光聚集到所述光感测部分。另外，本发明的再一实施例的摄像装置包括固体摄像器件，所述固体摄像器件包括半导体基板，其具有对入射光进行光电转换的光感测部分；红外截止滤色层或遮光层， 其设置在与所述半导体基板的光接收表面相反的表面侧上，并基本上形成在与形成有所述半导体基板的所述光感测部分的区域相对应的区域的整个表面上；及布线层，其设置在所述红外截止滤色层或所述遮光层的上层上；光学系统，其将所述入射光聚集到所述光感测部分；以及信号处理部，其对所述光感测部分所光电转换的信号电荷进行处理。这里，在所述半导体基板和所述布线层之间，设置有所述红外截止滤色层或所述遮光层，其中，所述红外截止滤色层或所述遮光层形成在与所述半导体基板的光接收表面相反的表面侧上，并基本上形成在与形成有所述半导体基板的所述光感测部分的区域相对应的区域的整个表面上。由此，能够抑制所述布线层反射的光所导致的颜色混合。另外，可以认为所述红外截止滤色层或所述遮光层反射的光入射到所述光感测部分。然而，由于所述红外截止滤色层或所述遮光层设置成比所述布线层更靠近所述半导体基板，所以认为反射光入射到邻近像素的可能性较低。在本发明实施例的固体摄像器件及使用该固体摄像器件的固体摄像装置和摄像装置中，以及在本发明实施例的制造方法中，能够充分地抑制由半导体基板传输的光所导致的颜色混合。
图1是表示本发明的每个实施例的CMOS固体摄像装置的示例的示意结构的图。图2是表示本发明的第一实施例的固体摄像装置的示意图。图3A和图;3B是表示第一实施例的固体摄像装置的制造方法的示意图(1)。图4A和图4B是表示第一实施例的固体摄像装置的制造方法的示意图(2)。图5A和图5B是表示第一实施例的固体摄像装置的制造方法的示意图(3)。图6是表示本发明的第二实施例的固体摄像装置的示意图。图7A和图7B是表示第二实施例的固体摄像装置的制造方法的示意图(1)。图8A和图8B是表示第二实施例的固体摄像装置的制造方法的示意图(2)。图9A和图9B是表示第二实施例的固体摄像装置的制造方法的示意图(3)。图10是表示本发明的第三实施例的固体摄像装置的示意图。图IlA和图IlB是表示第三实施例的固体摄像装置的制造方法的示意图(1)。图12A和图12B是表示第三实施例的固体摄像装置的制造方法的示意图(2)。图13A和图1 是表示第三实施例的固体摄像装置的制造方法的示意图(3)。图14是表示作为本发明的实施例的摄像装置的示例的相机的示意图。图15是表示第一实施例的变形例的示意图。图16A和图16B是表示有机光电转换膜和有机滤色器层的平面布置(编码 (coding))的示例的示意图。图17是表示单位像素的电路结构示例的示意图。图18是表示相关技术中的前侧照射型CMOS固体摄像装置的示意图。图19是表示相关技术中的背侧照射型CMOS固体摄像装置的示意图(1)。图20是表示相关技术中的背侧照射型CMOS固体摄像装置的示意图(2)。
具体实施例方式在下文中，将说明本发明的实施方式(下文称作实施例)。另外，以下述顺序进行说明。1. CMOS固体摄像装置的示意结构示例2.第一实施例(红外截止滤色层的情况(1))3.第二实施例(红外截止滤色层的情况O))4.第三实施例(遮光层的情况)5.第四实施例(摄像装置的情况)6.变形例1. CMOS固体摄像装置的示意结构示例图1表示本发明的每个实施例的CMOS固体摄像装置的示例的示意结构。如图1 所示，该示例的固体摄像装置1包括像素区域(所谓的成像区域)3和外围电路部，在像素区域3中，在半导体基板11 (例如，硅基板)中包括多个光电转换元件的像素2规则地二维布置。例如，像素2包括作为光电转换元件的光电二极管和多个像素晶体管(所谓的MOS 晶体管)。可通过三个晶体管(例如，传输晶体管、复位晶体管和放大晶体管)构成多个像素晶体管。此外，也可通过额外增加选择晶体管(即，四个晶体管)来构成这些像素晶体管。图17是表示像素2的单位像素的电路结构的示例的示意图。例如，单位像素具有作为光电转换元件的光电二极管51，且单位像素相对每个光电二极管51具有下述作为有源器件的四个晶体管传输晶体管52、放大晶体管53、地址晶体管讨和复位晶体管阳。光电二极管51将入射光光电转换成电荷(这里是电子)，所转换的电荷的量对应于入射光的光量。传输晶体管52在光电二极管51和浮动扩散部FD之间连接。在传输晶体管52的栅极(传输栅极)通过驱动布线56接收驱动信号时，传输晶体管52将光电二极管51所光电转换的电子传输到浮动扩散部FD。浮动扩散部FD连接到放大晶体管53的栅极。放大晶体管53通过地址晶体管M 连接到垂直信号线57。放大晶体管53和像素部外的恒流源I构成源极跟随器。另外，通过驱动布线58，可将地址信号提供到地址晶体管M的栅极。由此，当地址晶体管M导通时， 放大晶体管53对浮动扩散部FD的电位进行放大，并将对应于该电位的电压输出到垂直信号线57。通过垂直信号线57，从每个像素输出的电压被输出到S/H⑶S电路。复位晶体管55在电源Vdd和浮动扩散部FD之间连接。当复位晶体管55的栅极通过驱动布线59接收复位信号时，复位晶体管55将浮动扩散部FD的电位复位成电源Vdd 的电位。传输晶体管52、地址晶体管M和复位晶体管55的各自栅极以逐行的形式连接。 因此，在单个行上的每个像素上并行地同时进行这类操作。另外，像素2也可采用共享像素结构。通过多个光电二极管、多个传输晶体管、共享的单个浮动扩散部和共享的其它像素晶体管来构成该共享像素结构。外围电路部包括垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7 和控制电路8。控制电路8接收用于向输入时钟和操作模式等发出指令的数据，并输出诸如固体摄像装置的内部信息之类的数据。即，控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟产生时钟信号或控制信号，该时钟信号或控制信号是垂直驱动电路4、列信号处理电路5 和水平驱动电路6等的操作的基准。接着，这些信号被输入到垂直驱动电路4、列信号处理电路5和水平驱动电路6等。例如，垂直驱动电路4是由移位寄存器构成，垂直驱动电路4选择像素驱动布线、 将用于驱动像素的脉冲供应到所选择的驱动布线，并逐行驱动像素。即，垂直驱动电路4选择性地在垂直方向上顺序逐行扫描像素区域3中的每个像素2，通过垂直信号线9将像素信号供应到列信号处理电路5，其中，像素信号取决于响应于接收的光的光量(例如是由每个像素2的作为光电转换元件的光电二极管接收的)所产生的信号电荷。例如，每列像素2布置有列信号处理电路5，列信号处理电路5针对每个像素列对信号(从单个行上的像素2输出的信号)进行诸如噪声去除之类的信号处理。S卩，列信号处理电路5进行诸如CDS、信号放大或AD转换之类的信号处理以便去除像素2中特有的固定模式噪声。在列信号处理电路5的输出级中，水平选择开关(未图示)设置成连接在水平信号线10和输出级之间。例如，通过移位寄存器构成水平驱动电路6，水平驱动电路6顺序输出水平扫描脉冲，从而水平驱动电路6顺序选择每个列信号处理电路5，接着将来自每个列信号处理电路 5的像素信号输出到水平信号线10。输出电路7对通过水平信号线10从每个列信号处理电路5依次供应的信号进行信号处理，并输出该信号。例如，可仅进行缓冲，或者可进行黑电平调整、列差异修正、各种类型的数字信号处理等。输入/输出端子12与外部进行信号交换。2.第一实施例固体摄像装置的结构示例图2是表示本发明的第一实施例的固体摄像装置的示意图。本实施例的固体摄像装置是背侧照射型CMOS固体摄像装置。第一实施例的固体摄像装置21具有形成有例如像素区域(所谓的成像区域)23和外围电路部的结构，其中，像素区域23中的多个像素布置在由硅制成的半导体基板22中，外围电路部(未图示)布置在像素区域23的外围。单位像素M是由用作光电转换部的光电二极管PD和多个像素晶体管Tr构成。光电二极管PD在半导体基板22的厚度方向上形成在半导体基板22的整个区域上，光电二极管PD是由η型半导体区域25和面对基板两侧的ρ型半导体区域沈形成的ρ-η结型光电二极管。面对基板两侧的P型半导体区域26还包括用于抑制暗电流的空穴电荷累积区域。通过元件隔离区域27隔离每个由光电二极管PD和像素晶体管Tr构成的像素对， 元件隔离区域27是由ρ型半导体区域形成。尽管图中未示出，但像素晶体管Tr具有如下结构其η型源极区域和漏极区域形成在ρ型半导体阱区域观中，且其栅极电极四隔着栅极绝缘膜16形成在上述两个区域之间的基板表面上，ρ型半导体阱区域观形成在半导体基板22的表面22Α侧。在同一图中，通过单个像素晶体管Tr代表性地表示多个像素晶体管，并示意性地表示为栅极电极四。在半导体基板22的表面22Α上形成层间绝缘膜17，并通过交替层叠SW2 (折射率为1. 46)和SiN(折射率为2、在层间绝缘膜17的上层上形成红外截止滤色层18。另外，红外截止滤色层18基本上形成在层间绝缘膜17的整个表面上。在红外截止滤色层18上形成所谓的多级布线层33，在多级布线层33中，多个布线 32之间隔着层间绝缘膜31布置。由于光没有入射到多级布线层33，所以能够自由地安排布线32的布局。在基板背侧22Β(即，用作光电二极管PD的光接收表面34)上形成界面氧化物膜 13。在界面氧化物膜13上形成由SiON制成的抗反射膜37。而且，在抗反射膜37上形成由 SiO2制成的氧化物膜38。另外，在氧化物膜38上的像素边界处(即，对应于像素边界的部分处)，隔着由Ti 制成的接触层15形成由钨(W)制成的遮光膜39。另外，遮光膜39可由具有遮光效果的材料制成。然而，优选地，遮光膜39应当由具有优异遮光效果且能够通过诸如蚀刻之类的微细加工进行精确处理的材料制成。在包括接触层15和遮光膜39的氧化物膜38上形成平坦化膜41，在平坦化膜41 上顺序形成片上滤色器42和片上微透镜43。例如，平坦化膜41可由诸如树脂之类的有机材料制成。例如，可使用形成为拜耳阵列(Bayer array)的滤色器作为片上滤色器42。另外，片上微透镜43例如是由诸如树脂之类的有机材料形成。另外，光L从基板背侧22B入射，并通过片上微透镜43聚集，接着被每个光电二极管PD接收。在第一实施例的背侧照射型固体摄像装置21中，红外截止滤色层18基本上形成在整个表面上。因此，即使当诸如红外线之类的长波长的光从基板的背侧入射时，也能够防止该光入射到多级布线层33侧。因而，从基板的背侧入射的长波长的光不会到达多级布线层33侧，从而能够抑制由于多级布线层33反射的光入射到光电二极管PD而导致的颜色混
I=I ο另外，通过形成红外截止滤色层18，增加了光电二极管PD到多级布线层33的上层之间的高度，但在该背侧照射型固体摄像装置中，不必担心光聚集特性的劣化。变形例在第一实施例中，举例说明了通过交替层叠SiO2和SiN而形成的红外截止滤色层 18。然而，红外截止滤色层18并非必须具有SiO2和SiN的层叠结构。具体地，即使当诸如红外线之类的长波长的光从基板的背侧入射时，如果该层能够抑制由多级布线层反射的光所导致的颜色混合，则这样的层也是可以的。所以，红外截止滤色层18并非必须具有SiO2 和SiN的层叠结构。例如，红外截止滤色层18可包括氧化钛、氧化锆、氧化铪和氧化钽，或包括上述化合物中的至少一种。另外，红外截止滤色层18还可包括酞菁类化合物、蒽醌类化合物、花青类化合物、聚亚甲基类化合物、铝类化合物、二亚铵(diimmonium)类化合物、 亚铵(immonium)类化合物和偶氮类化合物中的至少一种。固体摄像装置的制造方法示例图3A、图3B、图4A、图4B、图5A和图5B表示第一实施例的固体摄像装置21的制造方法。这里，通过使用由硅层44、Si&层45和硅层46形成的SOI基板47对制造方法进行说明。另外，省略部分的附图标记和符号参照图2。在第一实施例的固体摄像装置21的制造方法中，首先，如图3A所示，在待形成有硅层46的像素区域的区域上形成对应于每个像素的光电二极管PD，通过由ρ型半导体区域形成的元件隔离区域27隔离光电二极管PD。另外，光电二极管PD形成为包括p-n结，这些p_n结是由以下区域形成n型半导体区域25，其在基板的厚度方向上在基板的整个区域上延伸；及ρ型半导体区域沈，其面对硅层46的两侧并与η型半导体区域25接触。接下来，在与硅层46的表面的每个像素相对应的区域中形成ρ型半导体阱区域 28，ρ型半导体阱区域观分别与元件隔离区域27接触，并在ρ型半导体阱区域观中形成多个像素晶体管Tr。像素晶体管Tr分别是由源极区域和漏极区域、栅极绝缘膜16、栅极电极29形成。接着，通过氧化物膜或氮化物膜形成层间绝缘膜17，通过交替层叠SW2和SiN在层间绝缘膜17的上层上形成红外截止滤色层18。另外，在红外截止滤色层18上形成多级布线层33，在多级布线层33中，多个布线 32隔着层间绝缘膜31布置(参照图3B)。接下来，如图4A所示，支撑基板49隔着粘合层48粘合在SOI基板47上。接着，反转晶片，例如，通过背面消磨方法(back grinding method)、CMP方法和湿式蚀刻方法等去除硅层44和SW2层45，由此暴露硅层46的背侧(参照图4B)。另外，通过化学处理在硅层46的背侧上形成化学氧化物膜(界面氧化物膜13)。接下来，如图5A所示，通过使用CVD方法在硅层46的用作光接收表面的背侧上形成SiON作为抗反射膜37，通过使用CVD方法形成作为氧化物膜38的SiO2,并进一步形成由钛/钨制成的层叠膜作为接触层和遮光膜39。另外，这里所述的充当接触层15和遮光膜 39的钨和钛是使用普通的溅射方法沉积的，其中，膜形成的温度在室温至400°C的范围内， 钛的膜厚度在约5nm 50nm的范围内，钨的膜厚度在大约IOOnm 300nm的范围内。这里，接触层15不仅可采用钛，也可采用氮化钛(TiN)。在这种情况下，可在PVD 膜形成时在混合氮气和氩气的环境下使用反应溅射方法(reactive sputtering method) 沉积接触层15。接着，为了形成用于将可见光引导至与每个光电二极管PD相对应的区域的开口部分，进行图案化(参照图5B)。以如下方式进行这里所述的图案化通过抗蚀剂掩模(图中未图示)选择性地蚀刻和去除接触层15和遮光膜39，由此在每个像素边界处形成接触层 15和遮光膜39。另外，蚀刻方法可使用湿式蚀刻或干式蚀刻。优选地，使用干式蚀刻，这是因为能够高精度地获得细线宽度的遮光膜39。接下来，在包括遮光膜39的氧化物膜38上形成平坦化膜41。通过应用诸如树脂之类的有机材料形成平坦化膜41。接着，例如，在平坦化膜41上顺序形成具有拜耳阵列的片上滤色器42和片上微透镜43。以此方式，获得了如图2所示的第一实施例的固体摄像装置21。在第一实施例的固体摄像装置21的上述制造方法中，不存在由硅晶体缺陷所导致的器件特性的劣化。具体地，在上述日本未审查专利申请No. 2009-259934所披露的技术中，在形成红外截止滤色层之后，外延生长硅，接着形成浮动扩散区域或晶体管。由于这个原因，需要关注由硅晶体缺陷所导致的器件特性的劣化。相对比的是，在第一实施例的背侧照射型固体摄像装置21的制造方法中，没有在外延生长硅之后形成浮动扩散区域或晶体管，因而不存在由硅晶体缺陷所导致的器件特性的劣化。另外，在日本未审查专利申请No. 2009-259934所披露的技术中，红外截止滤色层需要具有能够外延生长硅的耐热性。因此，可用于红外截止滤色层的材料受到限制。相对比的是，在第一实施例的背侧照射型固体摄像装置21的制造方法中，红外截止滤色层的材料不受限制。另外，在日本未审查专利申请No. 2009-259934所披露的技术中，红外截止滤色层的材料不仅需要具有耐热性，而且还需要与硅的外延生长具有亲和性。由于这个原因，需要采用包含大量步骤的复杂处理。相对比的是，在第一实施例的背侧照射型固体摄像装置21的制造方法中，与相关技术中的半导体处理的兼容性好，能够在不增加步骤数的情况下制造固体摄像装置，从而能够改善制造产率。3.第二实施例
固体摄像装置的结构示例图6是表示本发明的第二实施例的固体摄像装置的示意图。本实施例的固体摄像装置是背侧照射型CMOS固体摄像装置。第二实施例的固体摄像装置21具有形成有例如像素区域(所谓的成像区域)23和外围电路部的结构，其中，像素区域23中的多个像素布置在由硅制成的半导体基板22中，外围电路部(未图示)布置在像素区域23的外围。单位像素M是由用作光电转换部的光电二极管PD和多个像素晶体管Tr构成。光电二极管PD在半导体基板22的厚度方向上形成在半导体基板22的整个区域上，光电二极管PD是由η型半导体区域25和面对基板两侧的ρ型半导体区域沈形成的ρ-η结型光电二极管。面对基板两侧的P型半导体区域26还包括用于抑制暗电流的空穴电荷累积区域。通过元件隔离区域27隔离每个由光电二极管PD和像素晶体管Tr构成的像素对， 元件隔离区域27是由ρ型半导体区域形成。尽管图中未示出，但像素晶体管Tr具有如下结构其η型源极区域和漏极区域形成在ρ型半导体阱区域观中，且其栅极电极四隔着栅极绝缘膜16形成在上述两个区域之间的基板表面上，ρ型半导体阱区域观形成在半导体基板22的表面22Α侧。在同一图中，通过单个像素晶体管Tr代表性地表示多个像素晶体管，并示意性地表示为栅极电极四。在半导体基板22的表面22Α上形成红外截止滤色层18，红外截止滤色层18形成为包括化学式1表示的酞菁类滤色染料。另外，红外截止滤色层18基本上形成在栅极绝缘膜16的整个表面上。化学式权利要求
1.一种固体摄像器件，其包括半导体基板，其具有对入射光进行光电转换的光感测部分；红外截止滤色层或遮光层，其设置在与所述半导体基板的光接收表面相反的表面侧上，并基本上形成在与形成有所述半导体基板的所述光感测部分的区域相对应的区域的整个表面上；及布线层，其设置在所述红外截止滤色层或所述遮光层的上层上。
2.如权利要求1所述的固体摄像器件，其中，所述红外截止滤色层包括两个层叠的层， 所述两个层叠的层的折射率彼此不同。
3.如权利要求1所述的固体摄像器件，其中，所述红外截止滤色层包括二氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铪和氧化钽，或者包括上述化合物中的至少一种。
4.如权利要求1所述的固体摄像器件，其中，所述红外截止滤色层包括酞菁类化合物、 蒽醌类化合物、花青类化合物、聚亚甲基类化合物、铝类化合物、二亚铵类化合物、亚铵类化合物和偶氮类化合物中的至少一种。
5.如权利要求1 4中任一项所述的固体摄像器件，其中，所述红外截止滤色层或所述遮光层设有连接孔，所述连接孔用于将所述布线层连接到设于所述半导体基板上的晶体管器件的栅极电极或连接到所述半导体基板。
6.一种固体摄像器件的制造方法，其包括在具有光感测部分的半导体基板的与光接收表面相反的表面侧上，且基本上在与形成有所述半导体基板的所述光感测部分的区域相对应的区域的整个表面上，形成红外截止滤色层或遮光层，所述光感测部分对入射光进行光电转换；及在所述红外截止滤色层或所述遮光层的上层上形成布线层。
7.如权利要求6所述的固体摄像器件的制造方法，其中，在形成所述半导体基板的晶体管器件之后，形成所述红外截止滤色层或所述遮光层。
8.—种固体摄像装置，其包括固体摄像器件，其是前述权利要求1 5中任一权利要求所述的固体摄像器件；及光学系统，其将所述入射光聚集到所述光感测部分。
9.一种摄像装置，其包括固体摄像器件，其是前述权利要求1 5中任一权利要求所述的固体摄像器件；光学系统，其将所述入射光聚集到所述光感测部分；及信号处理部，其对由所述光感测部分进行光电转换所得到的信号电荷进行处理。
全文摘要
本发明涉及固体摄像器件及其制造方法和使用该固体摄像器件的固体摄像装置和摄像装置。所述固体摄像器件包括半导体基板，其具有对入射光进行光电转换的光感测部分；红外截止滤色层或遮光层，其设置在与所述半导体基板的光接收表面相对的表面侧上，并基本上形成在与形成有所述半导体基板的所述光感测部分的区域相对应的区域的整个表面上；及布线层，其设置在所述红外截止滤色层或所述遮光层的上层上。本发明能够充分地抑制由半导体基板传输的光所导致的颜色混合。
文档编号H04N5/225GK102315234SQ20111018440
公开日2012年1月11日 申请日期2011年6月29日 优先权日2010年7月6日
发明者泷本香织 申请人:索尼公司