Η相對(duì)垂直于感光表面JS的方向Ζ非常傾斜地入射的情況下，入射光Η不入射到其正下方的感光表面JS，而是入射到原本用于接收另一顏色的光的另一像素Ρ的感光表面JS。基于這個(gè)原因，產(chǎn)生了所謂的“混色”，所獲得的彩色圖像的顏色再現(xiàn)性(color reproducibility)下降，由此，圖像質(zhì)量下降。
[0075]以此方式，在上述結(jié)構(gòu)的情況下，由于傾斜光的泄露而出現(xiàn)諸如“混色”等不利因素，由此，難以改善所獲得圖像的圖像質(zhì)量。
[0076]由此，期望提供能夠改善所獲得圖像的圖像質(zhì)量等的固體攝像裝置及其制造方法和電子設(shè)備。
[0077]1.第一實(shí)施例
[0078](1)結(jié)構(gòu)
[0079](1-1)相機(jī)的主要部分的結(jié)構(gòu)
[0080]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的相機(jī)40結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0081]如圖1所示，相機(jī)40具有固體攝像裝置1、光學(xué)系統(tǒng)42、控制部43和信號(hào)處理電路44。下文將依次說(shuō)明上述各個(gè)部件。
[0082]固體攝像裝置1通過(guò)攝像表面PS接收經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)42入射的入射光Η來(lái)形成信號(hào)電荷，以進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。在這里，基于從控制部43輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)固體攝像裝置1，以讀取信號(hào)電荷作為原始數(shù)據(jù)輸出。
[0083]光學(xué)系統(tǒng)42包括諸如成像透鏡或光圈之類(lèi)的光學(xué)部件，并布置成用于將由入射物體圖像所產(chǎn)生的光Η聚集到固體攝像裝置1的攝像表面PS。
[0084]控制部43向固體攝像裝置1和信號(hào)處理電路44輸出各種控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)固體攝像裝置1和信號(hào)處理電路44。
[0085]信號(hào)處理電路44用于通過(guò)對(duì)從固體攝像裝置1輸出的電信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理來(lái)形成物體圖像的數(shù)字圖像。
[0086](1-2)固體攝像裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)
[0087]下文將說(shuō)明固體攝像裝置1的整體結(jié)構(gòu)。
[0088]圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的固體攝像裝置1的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
[0089]本實(shí)施例的固體攝像裝置1是CMOS型圖像傳感器，如圖2所示，其包括板狀半導(dǎo)體層101。例如，半導(dǎo)體層101是單晶硅半導(dǎo)體，其上設(shè)有像素區(qū)域PA和周邊區(qū)域SA。
[0090]如圖2所示，像素區(qū)域PA為矩形形狀，多個(gè)像素P分別在水平方向X和垂直方向y上布置。即，像素P以矩陣形式排列。
[0091]在像素區(qū)域PA中，每個(gè)像素P用于接收入射光以形成信號(hào)電荷。另外，像素晶體管(未圖示)讀取所形成的信號(hào)電荷，并將其作為電信號(hào)輸出。后文將說(shuō)明像素P的具體結(jié)構(gòu)。
[0092]如圖2所示，周邊區(qū)域SA位于像素區(qū)域PA的周?chē)?。另外，在周邊區(qū)域SA中設(shè)有周邊電路。
[0093]具體地，如圖2所示，垂直驅(qū)動(dòng)電路13、列電路14、水平驅(qū)動(dòng)電路15、外部輸出電路17、時(shí)序發(fā)生器(TG) 18和快門(mén)驅(qū)動(dòng)電路19設(shè)為周邊電路。
[0094]如圖2所示，周邊區(qū)域SA中的垂直驅(qū)動(dòng)電路13設(shè)置在像素區(qū)域PA的側(cè)部處，垂直驅(qū)動(dòng)電路13用于以行為單位選擇和驅(qū)動(dòng)像素區(qū)域PA的像素P。
[0095]如圖2所示，周邊區(qū)域SA中的列電路14設(shè)置在像素區(qū)域PA的下端部處，列電路14對(duì)按行從像素P輸出的信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理。在此處，列電路14包括CDS (相關(guān)雙采樣)電路(未圖示)，并執(zhí)行用于去除固定模式噪聲的信號(hào)處理。
[0096]如圖2所示，水平驅(qū)動(dòng)電路15電連接到列電路14。水平驅(qū)動(dòng)電路15例如包括移位寄存器，并依次向外部輸出電路17輸出保持在列電路14中的每行像素P的信號(hào)。
[0097]如圖2所示，外部輸出電路17電連接到列電路14，對(duì)從列電路14輸出的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，接著將信號(hào)輸出到外部。外部輸出電路17包括AGC(自動(dòng)增益控制)電路17a和ADC電路17b。在外部輸出電路17中，在AGC電路17a向信號(hào)應(yīng)用增益之后，ADC電路17b將信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)輸出到外部。
[0098]如圖2所示，時(shí)序發(fā)生器18電連接到垂直驅(qū)動(dòng)電路13、列電路14、水平驅(qū)動(dòng)電路15、外部輸出電路17和快門(mén)驅(qū)動(dòng)電路19。時(shí)序發(fā)生器18產(chǎn)生各種時(shí)序信號(hào)并向垂直驅(qū)動(dòng)電路13、列電路14、水平驅(qū)動(dòng)電路15、外部輸出電路17和快門(mén)驅(qū)動(dòng)電路19提供這些時(shí)序信號(hào)，由此執(zhí)行對(duì)上述各部分的驅(qū)動(dòng)控制。
[0099]快門(mén)驅(qū)動(dòng)電路19用于以行為單位選擇像素P并調(diào)節(jié)像素P的曝光時(shí)間。
[0100](1-3)固體攝像裝置的具體結(jié)構(gòu)
[0101]下文將說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的固體攝像裝置的詳細(xì)內(nèi)容。
[0102]圖3?圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的固體攝像裝置的主要部分的圖。
[0103]圖3是像素P的橫剖面圖。另外，圖4是形成在半導(dǎo)體基板上的像素P的俯視圖。此外，圖5表示像素P的電路結(jié)構(gòu)。而且，圖3表示圖4所示的II1-1II部分的剖面圖。
[0104]如圖3所示，固體攝像裝置1具有設(shè)置在半導(dǎo)體層101的內(nèi)部中的光電二極管21。例如，在厚度變薄為10?20 μ m的半導(dǎo)體基板上設(shè)置光電二極管21。
[0105]盡管未在圖3中示出，但在半導(dǎo)體層101的前表面(圖3的下表面)上設(shè)有像素晶體管Tr，例如，圖4和圖5所示的像素晶體管。另外，如圖3所示，布線層111設(shè)置成覆蓋像素晶體管Tr，在布線層111的與半導(dǎo)體層101相對(duì)的表面上設(shè)置支撐基板SS。
[0106]在半導(dǎo)體層101的后表面(圖3的上表面)上設(shè)置防反射膜50、遮光層60、濾色器CF和微透鏡ML，光電二極管21接收從后表面?zhèn)热肷涞娜肷涔釮。
[0107]根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，本實(shí)施例的固體攝像裝置1是“后表面照射型CMOS圖像傳感器”，其形成為接收與前表面(圖3的下表面)側(cè)相對(duì)的后表面(圖3的上表面)側(cè)處入射的入射光H。
[0108](a)光電二極管21
[0109]在固體攝像裝置1中布置多個(gè)光電二極管21，使得各光電二極管對(duì)應(yīng)于圖2所示的多個(gè)像素P。即，在攝像表面(xy表面)上，水平方向X和垂直于水平方向X的垂直方向y分別設(shè)置成行或列。
[0110]光電二極管21用于通過(guò)接收入射光Η(物體圖像)并執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換來(lái)累積信號(hào)電荷。
[0111]在此處，如圖3所示，光電二極管21接收從半導(dǎo)體層101的后表面(圖3的上表面)側(cè)入射的光。如圖3所示，在光電二極管21的上部處設(shè)置防反射膜50、平坦化膜ΗΤ、濾色器CF和微透鏡ML，光電二極管21接收依次經(jīng)過(guò)上述各個(gè)部分入射的入射光Η并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
[0112]如圖3所示，在作為單晶硅半導(dǎo)體的半導(dǎo)體層101中設(shè)置光電二極管21。具體地，光電二極管21包括η型電荷累積區(qū)域(未圖示)。另外，形成空穴累積區(qū)域(未圖示)，以便抑制在η型電荷累積區(qū)域的上表面?zhèn)群拖卤砻鎮(zhèn)鹊拿總€(gè)界面中出現(xiàn)暗電流。
[0113]如圖3所示，在半導(dǎo)體層101的內(nèi)部設(shè)置擴(kuò)散有ρ型雜質(zhì)的像素隔離部lOlpb，以便在多個(gè)像素P之間進(jìn)行電隔離，在由像素隔離部lOlpb所分割的區(qū)域中設(shè)置光電二極管
21ο
[0114]例如，如圖4所示，像素隔離部lOlpb形成為在多個(gè)像素Ρ之間。S卩，像素隔離部lOlpb形成為使得其平面形狀為網(wǎng)格狀，如圖4所示，光電二極管21形成在由像素隔離部10 lpb所分割的區(qū)域中。
[0115]另外，如圖5所示，每個(gè)光電二極管21配置成陽(yáng)極接地，且像素晶體管Tr讀取所累積的信號(hào)電荷(這里，是電子)并將其作為電信號(hào)輸出到垂直信號(hào)線27。
[0116](b)像素晶體管Tr
[0117]在固體攝像裝置1中，多個(gè)像素晶體管Tr布置成對(duì)應(yīng)于圖2所示的多個(gè)像素P。
[0118]如圖4和圖5所示，像素晶體管Tr包括傳輸晶體管22、放大晶體管23、選擇晶體管24和復(fù)位晶體管25，像素晶體管Tr用于從光電二極管21讀取信號(hào)電荷并將其作為電信號(hào)輸出。例如，如圖4所示，像素晶體管Tr設(shè)置成位于攝像表面(xy表面)中的光電二極管21的下部處。
[0119]構(gòu)成像素晶體管Tr的晶體管22?25中的每個(gè)晶體管未在圖3中示出，但是它們?cè)O(shè)置在半導(dǎo)體層101的設(shè)置有布線層111的前表面上。例如，每個(gè)晶體管22?25設(shè)置在用于隔離半導(dǎo)體層101中的像素P的像素隔離部lOlpb中。例如，晶體管22?25均是N溝道M0S晶體管，例如通過(guò)多晶硅形成每個(gè)晶體管的柵極。另外，晶體管22?25均覆蓋有布線層111。
[0120]如圖4和圖5所示，在像素晶體管Tr中，傳輸晶體管22用于將光電二極管21中所產(chǎn)生的信號(hào)電荷傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散部FD。
[0121]具體地，如圖4和圖5所不，在光電二極管21的陰極和浮動(dòng)擴(kuò)散部FD之間設(shè)置傳輸晶體管22。另外，傳輸線26電連接到傳輸晶體管22的柵極。從傳輸線26將傳輸信號(hào)TR提供到傳輸晶體管22的柵極，由此將光電二極管21中所累積的信號(hào)電荷傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散部FD。
[0122]如圖4和圖5所示，在像素晶體管Tr中，放大晶體管23用于放大在浮動(dòng)擴(kuò)散部FD中從電荷轉(zhuǎn)換成電壓的電信號(hào)，然后輸出該電信號(hào)。
[0123]具體地，如圖4所示，在選擇晶體管24和復(fù)位晶體管25之間設(shè)置放大晶體管23。在此處，如圖5所示，放大晶體管23的柵極電連接到浮動(dòng)擴(kuò)散部FD。而且，放大晶體管23的漏極電連接到電源線VDD，放大晶體管23的源極電連接到選擇晶體管24。當(dāng)選擇晶體管24被選擇變成導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，通過(guò)恒流源I向放大晶體管23供應(yīng)恒電流，放大晶體管23作為源極跟隨器操作?；谶@個(gè)原因，選擇信號(hào)供應(yīng)到選擇晶體管24，由此，在放大晶體管23中，在浮動(dòng)擴(kuò)散部FD中從電荷轉(zhuǎn)換成電壓的電信號(hào)被放大。
[0124]如圖4和圖5所示，在像素晶體管Tr中，選擇晶體管24用于在輸入選擇信號(hào)時(shí)將放大晶體管23所輸出的電信號(hào)輸出到垂直信號(hào)線27。
[0125]具體地，如圖4所示，選擇晶體管24設(shè)置成靠近放大晶體管23。而且，如圖5所示，選擇晶體管24的柵極連接到供應(yīng)有選擇信號(hào)的地址線28。另外，選擇晶體管24在供應(yīng)有選擇信號(hào)時(shí)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，并將上述放大晶體管23所放大的輸出信號(hào)輸出到垂直信號(hào)線27。
[0126]如圖4和圖5所示，在像素晶體管Tr中，復(fù)位晶體管25用于復(fù)位放大晶體管23的柵極電位。
[0127]具體地，如圖4所示，復(fù)位晶體管25設(shè)置成靠近放大晶體管23。如圖5所示，復(fù)位晶體管25的柵極電連接到提供有復(fù)位信號(hào)的復(fù)位線29。而且，復(fù)位晶體管25的漏極電連接到電源線VDD，復(fù)位晶體管25的源極電連接到浮動(dòng)擴(kuò)散部FD。另外，當(dāng)復(fù)位信號(hào)從復(fù)位線29供應(yīng)到復(fù)位晶體管25的柵極時(shí)，復(fù)位晶體管25通過(guò)浮動(dòng)擴(kuò)散部FD將放大晶體管23的柵極電位復(fù)位成電源電壓。
[0128]在上文中，傳輸線26、地址線28和復(fù)位線29布線成連接到在水平方向Η(行方向)上布置的多個(gè)像素P的各個(gè)晶體管22、24和25的柵極。基于這個(gè)原因，同時(shí)進(jìn)行一行像素Ρ的各個(gè)晶體管22、23、24和25的操作。
[0129](c)布線層 111
[0130]在固體攝像裝置1中，如圖3所示，在半導(dǎo)體層101的與設(shè)置有諸如防反射膜50等各部分的后表面(圖3的上表面)相對(duì)的前表面(圖3的下表面)上設(shè)置布線層111。
[0131]布線層111包括布線lllh和絕緣層lllz，布線層111配置成使得布線層lllh電連接到絕緣層lllz中的每個(gè)元件。在此處，在絕緣層lllz中堆疊形成每個(gè)布線lllh，于是用作諸如圖5所示的傳輸線26、地址線28、垂直信號(hào)線27和復(fù)位線26等各布線。
[0132]另外，在布線層111中，在與半導(dǎo)體層101所處的側(cè)相對(duì)側(cè)的表面上設(shè)置支撐基板SS。例如，厚度為幾百微米的硅半導(dǎo)體形成的基板設(shè)置成支撐基板SS。
[0133]⑷防