固體攝像器件及其制造方法和電子裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】固體攝像器件及其制造方法和電子裝置
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年4月4日提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)JP2013-078831的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，且將該優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及固體攝像器件、該固體攝像器件的制造方法和包括該固體攝像器件的電子裝置，該固體攝像器件包括位于光電轉(zhuǎn)換部的與光入射面相背的一側(cè)的反射板。
【背景技術(shù)】
[0004]例如，專利文獻(xiàn)PTL I中描述了包括位于光電轉(zhuǎn)換部的與光入射面相背的一側(cè)的反射板的固體攝像器件。該反射板被構(gòu)造成反射已經(jīng)透過(guò)硅基板的光，且使得該光再次射入所述光電轉(zhuǎn)換部，從而提高感光度。
[0005]引用文獻(xiàn)列表
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007][PTL I]日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開第2008-147333號(hào)
[0008][PTL 2]日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開第2011-91128號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]要解決的技術(shù)問題
[0010]然而，因?yàn)樵赑TL I中所使用的是平坦的反射板，所以難以有效地將已經(jīng)透過(guò)所述硅基板的光反射到所述光電轉(zhuǎn)換部。此外，在傾斜入射的光已經(jīng)透過(guò)所述硅基板的情況下，被所述反射板反射的光會(huì)射入相鄰像素，從而造成諸如相鄰像素間的串?dāng)_的發(fā)生等問題。
[0011]因此，在PTL 2中，曾提出了反射板具有弧狀的凹面截面形狀。然而，難以執(zhí)行蝕刻控制，由此造成了芯片或晶片中的反射板的形狀均一性較低的問題。
[0012]期望的是，提供包括如下的凹面狀反射板的固體攝像器件及該固體攝像器件的制造方法:所述凹面狀反射板具有較高的形狀均一性且能夠利用簡(jiǎn)單工藝而被制備出來(lái)。
[0013]解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種固體攝像器件，其包括:第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件包括光電轉(zhuǎn)換部；以及第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件包括具有凹面部的反射板，所述第二構(gòu)件被接合至所述第一構(gòu)件的與光入射面相背的表面，且所述反射板的所述凹面部面向所述光電轉(zhuǎn)換部。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像器件中，包括具有所述凹面部的所述反射板的所述第二構(gòu)件被接合至所述第一構(gòu)件的與所述光入射面相背的所述表面，因此，已經(jīng)透過(guò)所述光電轉(zhuǎn)換部的光被所述反射板的所述凹面部反射，從而再次射入所述光電轉(zhuǎn)換部，由此降低了對(duì)相鄰像素的串?dāng)_。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種固體攝像器件制造方法，所述方法包括:在第一半導(dǎo)體基板上形成光電轉(zhuǎn)換部，以形成第一構(gòu)件；在第二半導(dǎo)體基板上形成具有凹面部的反射板，以形成第二構(gòu)件；以及將所述第二構(gòu)件接合至所述第一構(gòu)件的與光入射面相背的表面，且使所述反射板的所述凹面部面向所述光電轉(zhuǎn)換部。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種設(shè)置有固體攝像器件的電子裝置，所述固體攝像器件包括:第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件包括光電轉(zhuǎn)換部；以及第二構(gòu)件，所述第二構(gòu)件包括具有凹面部的反射板，所述第二構(gòu)件被接合至所述第一構(gòu)件的與光入射面相背的表面，且所述反射板的所述凹面部面向所述光電轉(zhuǎn)換部。
[0018]在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像器件、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像器件制造方法或根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電子裝置中，包括所述光電轉(zhuǎn)換部的所述第一構(gòu)件和包括具有所述凹面部的所述反射板的所述第二構(gòu)件被接合在一起。因此，就使得能夠利用不會(huì)涉及困難的蝕刻控制的簡(jiǎn)單工藝而形成包括具有所述凹面部的所述反射板的所述第二構(gòu)件，且使得能夠提高所述反射板的形狀均一性。
[0019]需要理解的是，前面的一般說(shuō)明和下面的詳細(xì)說(shuō)明兩者都僅僅是示例性的，且旨在提供本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)的進(jìn)一步解釋。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的構(gòu)造的截面圖。
[0021]圖2是圖示了圖1中所示的固體攝像器件的制造方法的工藝的截面圖。
[0022]圖3是圖示了在圖2之后的工藝的截面圖。
[0023]圖4是圖示了在圖3之后的工藝的截面圖。
[0024]圖5是圖示了在圖4之后的工藝的截面圖。
[0025]圖6是圖示了在圖5之后的工藝的截面圖。
[0026]圖7是圖示了在圖6之后的工藝的截面圖。
[0027]圖8是圖示了在圖7之后的工藝的截面圖。
[0028]圖9是圖示了在圖8之后的工藝的截面圖。
[0029]圖10是圖示了在圖9之后的工藝的截面圖。
[0030]圖11是圖示了在圖10之后的工藝的截面圖。
[0031]圖12是用于說(shuō)明圖5中所示的凹面部的凹陷量的控制方法的截面圖。
[0032]圖13是用于說(shuō)明凹面部的凹陷量的控制方法的截面圖。
[0033]圖14是圖示了現(xiàn)有反射板的示例的截面圖。
[0034]圖15是圖示了現(xiàn)有反射板的另一個(gè)示例的截面圖。
[0035]圖16是圖示了根據(jù)變形例I的反射板的平面構(gòu)造的平面圖。
[0036]圖17是圖示了根據(jù)變形例2的反射板的平面構(gòu)造的平面圖。
[0037]圖18是圖示了根據(jù)變形例3的反射板的平面構(gòu)造的平面圖。
[0038]圖19是圖示了根據(jù)變形例4的反射板的平面構(gòu)造的平面圖。
[0039]圖20是圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的構(gòu)造的截面圖。
[0040]圖21是圖示了圖20中所示的固體攝像器件的制造方法的工藝的截面圖。
[0041]圖22是圖示了在圖21之后的工藝的截面圖。
[0042]圖23是圖示了在圖22之后的工藝的截面圖。
[0043]圖24是圖示了在圖23之后的工藝的截面圖。
[0044]圖25是圖示了在圖24之后的工藝的截面圖。
[0045]圖26是圖示了在圖25之后的工藝的截面圖。
[0046]圖27是圖示了在圖26之后的工藝的截面圖。
[0047]圖28是圖示了在圖27之后的工藝的截面圖。
[0048]圖29是圖示了在圖28之后的工藝的截面圖。
[0049]圖30是圖示了在圖29之后的工藝的截面圖。
[0050]圖31是圖示了在圖30之后的工藝的截面圖。
[0051]圖32是圖示了在圖31之后的工藝的截面圖。
[0052]圖33是圖示了在圖32之后的工藝的截面圖。
[0053]圖34是圖示了在圖33之后的工藝的截面圖。
[0054]圖35是圖示了在圖34之后的工藝的截面圖。
[0055]圖36是圖示了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的固體攝像器件的構(gòu)造的截面圖。
[0056]圖37是圖示了根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的固體攝像器件的構(gòu)造的截面圖。
[0057]圖38是圖示了根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的固體攝像器件的構(gòu)造的截面圖。
[0058]圖39是圖38中所示的固體攝像器件的平面圖。
[0059]圖40是圖示了根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的構(gòu)造的截面圖。
[0060]圖41是圖示了根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的固體攝像器件的構(gòu)造的截面圖。
[0061]圖42是圖示了根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的固體攝像器件的構(gòu)造的截面圖。
[0062]圖43是圖示了根據(jù)本發(fā)明任一實(shí)施例的應(yīng)用例I的數(shù)碼相機(jī)的外觀的立體圖，其中該數(shù)碼相機(jī)的開閉面板(open-close panel)處于閉合狀態(tài)。
[0063]圖44是圖示了圖43中所示的數(shù)碼相機(jī)的外觀的立體圖，其中該數(shù)碼相機(jī)的開閉面板處于打開狀態(tài)。
[0064]圖45是圖示了當(dāng)從另一不同方向觀察時(shí)圖43中所示的數(shù)碼相機(jī)的外觀的立體圖。
[0065]圖46是圖示了圖43中所示的數(shù)碼相機(jī)的電路構(gòu)造的框圖。
[0066]圖47是圖示了當(dāng)從前側(cè)觀察時(shí)應(yīng)用例2的外觀的立體圖。
[0067]圖48是圖示了當(dāng)從后側(cè)觀察時(shí)應(yīng)用例2的外觀的立體圖。
[0068]圖49是圖示了應(yīng)用例3的外觀的立體圖。
[0069]圖50是圖示了應(yīng)用例4在閉合狀態(tài)下的外觀的前視圖。
[0070]圖51是圖示了應(yīng)用例4在打開狀態(tài)下的外觀的前視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0071]下面，將參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的一些實(shí)施例。需要注意的是，將按照下列順序給出說(shuō)明。
[0072]1.第一實(shí)施例(其中第一構(gòu)件包括光電轉(zhuǎn)換部和金屬布線層且第二構(gòu)件包括反射板的示例)
[0073]2.變形例I至變形例4 (反射板的平面構(gòu)造的變形例)
[0074]3.第二實(shí)施例(其中金屬布線層的一部分被設(shè)置于第二構(gòu)件中的示例)
[0075]4.第三實(shí)施例(其中用于構(gòu)成周邊電路的有源器件被包括于第二構(gòu)件中的示例)
[0076]5.第四實(shí)施例(雙接觸型的示例)
[0077]6.第五實(shí)施例(其中不包括被安置于藍(lán)色濾光片下方的反射板，且金屬布線層被集中地配置為連接部的示例)
[0078]7.第六實(shí)施例(其中在綠色濾光片和品紅色濾光片各者下方都層疊有兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換部的示例)
[0079]8.第七實(shí)施例(其中層疊有三個(gè)光電轉(zhuǎn)換部的示例)
[0080]9.第八實(shí)施例(其中有機(jī)光電轉(zhuǎn)換部和無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換部被組合在一起的示例)
[0081]10.應(yīng)用例(電子裝置)
[0082]第一實(shí)施例
[0083]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的截面構(gòu)造。固體攝像器件I被用于諸如照相機(jī)等電子裝置，且具有如下的構(gòu)造:其中第一構(gòu)件10和第二構(gòu)件20在接合界面30處被接合在一起。第一構(gòu)件10充當(dāng)圖像傳感器基板，該圖像傳感器基板包括光電轉(zhuǎn)換部11。第二構(gòu)件20充當(dāng)反射板形成用基板，該反射板形成用基板包括具有凹面部21A的反射板21。第二構(gòu)件20被接合至第一構(gòu)件10的與光入射面1A相背的表面，且使得反射板21的凹面部21A面向光電轉(zhuǎn)換部11。因此，就使得固體攝像器件I能夠包括如下的凹面狀反射板21:該凹面狀反射板21具有高的形狀均一性且能夠利用簡(jiǎn)單工藝而被制備出來(lái)。
[0084]第一構(gòu)件10例如可以包括在光電轉(zhuǎn)換部11下方從更靠近光電轉(zhuǎn)換部11的一側(cè)開始依次布置的絕緣膜12A和12B、柵極電極13、第一金屬布線層41以及第二金屬布線層
42。微透鏡15被設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換部11上方，且層間絕緣膜14介于微透鏡15與光電轉(zhuǎn)換部11之間。
[0085]第二構(gòu)件20例如可以包括依次布置于諸如硅(Si)基板23等半導(dǎo)體基板上的絕緣膜22A、反射板21和絕緣膜22B。
[0086]光電轉(zhuǎn)換部11可以是由具有p-n結(jié)的光電二極管構(gòu)成的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換部。光電轉(zhuǎn)換部11被設(shè)置于半導(dǎo)體層17中，半導(dǎo)體層17生長(zhǎng)于諸如硅基板16(圖1中未圖示，參照?qǐng)D8)等半導(dǎo)體基板上。需要注意的是，在圖1中，光電轉(zhuǎn)換部11是被抽象地圖示的，且光電轉(zhuǎn)換部11的構(gòu)造不是特定地局限于此。
[0087]絕緣膜12A和12B被設(shè)置于光電轉(zhuǎn)換部11下方，且絕緣膜12A和12B各者可以由例如氧化硅膜(S12)構(gòu)成。
[0088]柵極電極13被構(gòu)造成傳輸來(lái)自光電轉(zhuǎn)換部11的信號(hào)電荷，且與源極和漏極(沒有圖示出這兩者)一起構(gòu)成傳輸晶體管。
[0089]第一金屬布線層41和第二金屬布線層42被設(shè)置于絕緣膜12B中，且被構(gòu)造成執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換部11的驅(qū)動(dòng)、信號(hào)傳輸、以及向各部件的電壓施加等。需要注意的是，圖1中圖示了兩層(即第一金屬布線層41和第二金屬布線層42)被設(shè)置成金屬布線層的情況；然而，層疊的金屬布線層的數(shù)量和金屬布線層的構(gòu)造不是特定地局限于此。
[0090]層間絕緣膜14可以由例如氧化硅膜(S12)構(gòu)成。微透鏡15被構(gòu)造成將從微透鏡15上方入射的光聚集到光電轉(zhuǎn)換部11的光接收面上。
[0091]反射板21被構(gòu)造成反射已經(jīng)透過(guò)第一構(gòu)件10的光LI以使光LI返回至光電轉(zhuǎn)換部11，從而提高感光度。反射板21優(yōu)選地可以在其頂面(更靠近光電轉(zhuǎn)換部11的一側(cè))具有凹面部21A且在其底面具有平坦部21B。如稍后所述，可以通過(guò)如下方式來(lái)形成這樣的凹面部21A:利用化學(xué)機(jī)械研磨方法，使埋入絕緣膜22A的凹槽部24A內(nèi)的金屬材料膜凹進(jìn)。優(yōu)選地，反射板21可以由例如從如下的組中選出的一種或多種材料制成，該組包括:銅；鋁；含銅的合金；和含鋁的合金。
[0092]絕緣膜22A和22B各者可以由例如氧化硅膜(S12)構(gòu)成。
[0093]可以利用下列工藝來(lái)制造出固體攝像器件I。
[0094]圖2至圖11按照工藝的順序圖示了固體攝像器件I的制造方法。首先，在諸如硅基板23等第二半導(dǎo)體基板上形成具有凹面部21A的反射板21，以形成第二構(gòu)件20。
[0095]更具體地，首先，如圖2所示，在硅基板23上形成由上述材料制成