光检测装置、电子设备和固态摄像装置的制作方法

本公开涉及通过执行光电转换拍摄图像的摄像装置、该摄像装置的制造方法和包括该摄像装置的电子设备。

背景技术：

1、迄今为止，已经提出了在全局快门系统的背侧照射型固态摄像装置中，在保持从光电转换部传输的电荷的电荷保持部附近形成水平遮光部和垂直遮光部(例如，参见专利文献1)。

2、引用列表

3、专利文献

4、专利文献1：国际公开第wo 2016/136486号

技术实现思路

1、在此类固态摄像装置中，例如，当已通过光电转换部但未被光电转换部吸收的光进入电荷保持部时，有可能产生噪声。

2、因此，期望提供具有高遮光性的电荷保持部的摄像装置。

3、根据本公开的实施例的摄像装置包括：光电转换部，所述光电转换部通过光电转换产生与光接收量相对应的电荷；电荷保持部，所述电荷保持部保持从所述光电转换部传输的电荷；和遮光部，所述遮光部包括水平遮光部和垂直于所述水平遮光部的垂直遮光部，所述水平遮光部在第一方向上位于所述光电转换部和所述电荷保持部之间并且沿水平面延伸。这里，例如通过使用蚀刻溶液在硅基板上执行晶体各向异性蚀刻来形成所述水平遮光部。例如，在使用碱性溶液蚀刻的情况下，蚀刻从硅悬空键与oh离子之间的反应作为起始点进行。因此，暴露于表面的悬空键的数量越多，进行蚀刻的可能性越大；并且延伸到主体侧面的背键(backbond)的数量越多，进行蚀刻的可能性就越小。即，水平遮光部在与所述基板的前表面基本水平的方向上包括三个以下的硅背键。同时，水平遮光部在与所述硅基板的前表面基本垂直的方向上包括三个硅背键。为了使用图32的示意性说明图进行说明，例如，在将硅悬空键侧定义为相对于si{111}平面的法线的正方向时，硅背键意味着在与正方向相反的负方向上延伸的原子键。图32例示了相对于{111}平面的-19.47°到+19.47°的三个背键。具体地，在si{111}基板中设有所述光电转换部、所述水平遮光部和所述电荷保持部的情况下，所述水平遮光部包括第一平面和第二平面，第一平面沿着垂直于所述第一方向且由平面指数{111}表示的所述si{111}基板的第一晶面，第二平面沿着相对于所述第一方向倾斜且由平面指数{111}表示的所述si{111}基板的第二晶面。

4、此外，作为本公开的实施例的电子设备设有上述摄像装置。

5、作为本公开的实施例的摄像装置的制造方法包括如下(a)至(d)的操作。

6、(a)制备si{111}基板，所述si{111}基板具有作为厚度方向的第一方向，并且包括由平面指数{111}表示的第一晶面，所述第一晶面沿着垂直于所述第一方向的水平面延伸。

7、(b)在所述si{111}基板中形成光电转换部，所述光电转换部通过光电转换产生与接收的光量相对应的电荷。

8、(c)在所述si{111}基板中形成电荷保持部，所述电荷保持部保持从所述光电转换部传输的电荷。

9、(d)形成包括水平遮光部和垂直遮光部的遮光部，所述水平遮光部在所述第一方向上位于所述光电转换部和所述电荷保持部之间并且沿着所述水平面延伸，所述垂直遮光部垂直于所述水平遮光部。

10、这里，通过使用蚀刻溶液在所述si{111}基板上进行晶体各向异性蚀刻来分别形成垂直于所述第一方向且由平面指数{111}表示的所述si{111}基板的第一晶面和相对于所述第一方向倾斜且由平面指数{111}表示的所述si{111}基板的第二晶面，由此形成包括沿着所述第一晶面的第一平面和沿着所述第二晶面的第二平面的所述水平遮光部。

11、作为本公开的各实施例的摄像装置和电子设备，上述构造设置有高尺寸精度的遮光层，例如，通过使用诸如碱性水溶液等蚀刻溶液的晶体各向异性蚀刻更容易形成该遮光层。此外，本公开的摄像装置的制造方法使得该摄像装置包括具有高尺寸精度的遮光层。

12、根据作为本公开的各实施例的摄像装置和电子设备，能够抑制噪声的产生，从而实现了优异的成像能力。此外，根据作为本公开的实施例的摄像装置的制造方法，能够制造上述摄像装置。

13、应注意的是，本公开的效果不限于此，可以是下文所述的任何效果。

技术特征：

1.一种光检测装置，其包括：

2.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，所述水平遮光部进一步包括：

3.根据权利要求2所述的光检测装置，其中，所述水平遮光部进一步包括第三平面，所述第三平面沿着所述半导体基板的相对于所述第一方向倾斜且由所述平面指数表示的第三晶面形成。

4.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，所述垂直遮光部在垂直于所述第一方向的第二方向上延伸。

5.根据权利要求1所述的光检测装置，进一步包括蚀刻阻止层，所述蚀刻阻止层对能够在所述半导体基板的一个方向上蚀刻的蚀刻溶液呈现出抗蚀性。

6.根据权利要求5所述的光检测装置，其中，所述蚀刻阻止层包括杂质元素、晶体缺陷结构或绝缘体。

7.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，在垂直于所述第一方向的平面上由所述水平遮光部占据的区域之外的半导体保留区是岛状的。

8.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，在垂直于所述第一方向的平面上由所述水平遮光部占据的区域之外的半导体保留区是带状的。

9.根据权利要求1所述的光检测装置，进一步包括在所述第一方向上延伸的垂直电极，所述垂直电极设置于在垂直于所述第一方向的平面上由所述水平遮光部占据的区域之外的半导体保留区中，并且从所述光电转换部传输到所述第一导电型区域的电荷通过所述垂直电极。

10.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，所述遮光部进一步包括：

11.根据权利要求10所述的光检测装置，其中，所述附加的水平遮光部设置于在所述第一方向上与半导体保留区重叠的区域中，所述半导体保留区为在垂直于所述第一方向的平面上由所述水平遮光部占据的区域之外的区域。

12.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，所述垂直遮光部暴露于所述半导体基板的从所述水平遮光部看与所述光电转换部相对的前表面。

13.根据权利要求1所述的光检测装置，进一步包括：

14.根据权利要求13所述的光检测装置，其中，所述附加的水平遮光部设置于在所述第一方向上与半导体保留区重叠的区域中，所述半导体保留区为在垂直于所述第一方向的平面上由所述水平遮光部占据的区域之外的区域。

15.根据权利要求13所述的光检测装置，其中，所述附加的垂直遮光部暴露于所述半导体基板的与前表面相对的后表面。

16.根据权利要求13所述的光检测装置，其中，所述附加的水平遮光部进一步包括：

17.根据权利要求1所述的光检测装置，在所述垂直遮光部周围进一步包括：

18.根据权利要求17所述的光检测装置，其中，所述第一半导体区的第一杂质浓度与所述第二半导体区的第二杂质浓度不同。

19.根据权利要求17所述的光检测装置，其中，所述第一半导体区的第一杂质材料与所述第二半导体区的第二杂质材料不同。

20.根据权利要求17所述的光检测装置，其中，所述第一半导体区的第一杂质浓度和第一杂质材料不同于所述第二半导体区的第二杂质浓度和第二杂质材料。

21.根据权利要求1所述的光检测装置，其中，所述遮光部具有内层部和围绕所述内层部外周的外层部的两层结构，所述外层部使所述内层部和所述半导体基板之间电绝缘。

22.根据权利要求1所述的光检测装置，进一步包括：

23.根据权利要求22所述的光检测装置，其中，所述第二元件分离部超出所述水平遮光部向与所述光电转换部相对的前表面突出。

24.根据权利要求1所述的光检测装置，进一步包括：

25.一种电子设备，其包括如权利要求1-24中任一项所述的光检测装置。

26.一种固态摄像装置，其包括：

技术总结
提供了一种针对电荷保持部具有优异遮光性的光检测装置。该光检测装置包括：半导体基板，其将第一方向作为厚度方向，并且包括由平面指数表示的第一晶面，所述第一晶面沿着垂直于所述第一方向的水平面延伸；光电转换部，其设置在所述半导体基板中；第一导电型区域，其设置在所述半导体基板中；以及遮光部，其包括水平遮光部和垂直遮光部，其中，所述水平遮光部在所述第一方向上位于所述光电转换部和所述第一导电型区域之间并且沿着所述水平面延伸，其中，所述水平遮光部包括绝缘材料，且其中，所述垂直遮光部垂直于所述水平遮光部。

技术研发人员：宫波勇树,奥山敦
受保护的技术使用者：索尼半导体解决方案公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/13