CN102347340A - 固态成像装置及其制造方法以及成像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种固态成像装置及其制造方法以及成像设备。该固态成像装置包括：半导体衬底，提供有包括光电转换入射光的光接收部分的有效像素区域；互连层，提供在半导体衬底的与光接收面相反的面侧；第一凹槽部分，提供在相邻的光接收部分之间，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成；以及绝缘材料，埋设在第一凹槽部分的至少一部分中。

Description

固态成像装置及其制造方法以及成像设备
技术领域
本发明涉及固态成像装置及其制造方法以及成像设备，并且特别涉及后表面照射式固态成像装置及其制造方法以及采用这种固态成像装置的成像设备。
背景技术
在现有技术中，包括CCD(电荷耦合器件)或CMOS图像传感器的固态成像装置广泛地用于摄影机或数字照相机等中。在这些固态成像装置中，为每个像素提供包括光电二极管的光接收部分，并且在光接收部分中对入射光进行光电转换，从而产生信号电荷。
在CCD型固态成像装置中，光接收部分中产生的信号电荷被转移到具有CCD结构的电荷转移部分，并且在输出部分中传换成像素信号，然后输出。另一方面，在CMOS型固态成像装置中，为每个像素放大光接收部分中产生的信号电荷，并且通过信号线将放大的信号作为像素信号输出。
在这种固态成像装置中，由于倾斜的入射光或者在光接收部分的上部漫反射的入射光，存在半导体衬底内发生混淆的问题，从而出现诸如模糊和闪烁的光学噪声。
因此，关于CCD型固态成像装置，JP-A-2004-140152中公开了一项通过形成遮光膜抑制模糊出现的技术，其中以在光接收部分和读出栅极部分的界面上形成的凹槽部分中埋设的方式在电荷转移部分的上部提供上述遮光膜。然而，在JP-A-2004-140152中公开的技术中，因为遮光膜形成在采用LOCOS氧化膜形成的凹槽部分中，所以难于在衬底的深部形成遮光膜，从而难于可靠地防止导致模糊的倾斜入射光入射。另外，因为像素面积关于遮光膜的埋设深度成比例地减小，所以基本上很难深埋遮光膜。
然而，近年来，随着摄影机或数字照相机以及带照相机的移动电话的小型化和功耗降低，频繁地采用CMOS型固态成像装置。另外，作为CMOS型固态成像装置，已知图24所示的前表面照射式和图25所示的后表面照射式。
如图24的示意性构造图所示，前表面照射式固态成像装置111构造为具有像素区域113，其中包括用作光电转换部分的光电二极管PD的多个单位像素116和多个像素晶体管形成在半导体衬底112中。尽管没有示出像素晶体管，但是图24中示出了栅极电极114，并且这示意性地表示像素晶体管的存在。
每个光电二极管PD都由杂质扩散层组成的装置分隔区域115分隔，并且在半导体衬底112的形成有像素晶体管的前表面侧上形成多层互连层119，在多层互连层119处经由层间绝缘膜117设置多个互连118。在与光电二极管PD的位置对应的部分之外形成互连118。
芯片上滤色镜121和芯片上微透镜122经由平坦化膜120依次形成在多层互连层119上。芯片上滤色镜121通过排列例如红(R)、绿(G)和蓝(B)每种滤色镜而构成。
在前表面照射式固态成像装置111中，将衬底的形成有多层互连层119的前表面设定为光接收面123，并且光L从衬底的前表面侧入射。
另一方面，如图25的示意性构造图所示，后表面照射式固态成像装置131构造为具有像素区域113，其中包括用作光电转换部分的光电二极管PD的多个单位像素116和多个像素晶体管形成在半导体衬底112中。尽管没有示出，但是像素晶体管形成在衬底的前表面侧中，并且图25示出了栅极电极114，这示意性地表示像素晶体管的存在。
每个光电二极管PD都由杂质扩散层组成的装置分隔区域115分隔，并且在半导体衬底112的形成有像素晶体管的前表面侧上形成多层互连层119，在多层互连层119处经由层间绝缘膜117设置多个互连118。在后表面照射式中，与光电二极管PD的位置无关，形成互连118。
另外，在半导体衬底112的光电二极管PD面对的后表面上，依次形成绝缘层128、芯片上滤色镜121和芯片上微透镜122。
在后表面照射式固态成像装置131中，与形成有多层互连层和像素晶体管的衬底前表面侧相反的衬底后表面设定为光接收面132，并且光L可从衬底的后表面侧入射。
通过小型化像素而提高装置的集成度是目前所需的。然而，前表面照射式固态成像装置111的构造为光L通过多层互连层119由光电二极管PD接收。因此，随着集成度提高和像素小型化的发展，存在由于诸如互连的障碍物难于充分保证光接收部分区域的问题，从而降低了灵敏度或增加暗影。
另一方面，在后表面照射式固态成像装置131中，光L可入射到光电二极管PD而不受多层互连层119的限制，从而能够扩大光电二极管PD的开口，因此能够实现提高灵敏度。
发明内容
甚至在后表面照射式固态成像装置的情况下，也涉及入射光引起的光学噪声，从而优选遮光膜形成在用作光照射侧的衬底后表面侧和光接收部分之间。在此情况下，可考虑具有遮光膜的单层形成在用作光照射侧的衬底后表面侧中，但是衬底和芯片上透镜面之间的距离与遮光膜的高度成比例地变长，从而导致聚光特性变坏。另外，在聚光特性变坏的情况下，透射另一个像素滤色镜的倾斜光入射到与上述像素不同像素的光接收部分，因此存在颜色混合或者灵敏度下降的问题。
因此，希望提供能够抑制诸如闪烁和模糊的光学噪声而不降低聚光特性的固态成像装置及其制造方法以及成像设备。
根据本发明的实施例，提供一种固态成像装置，其包括：半导体衬底，提供有包括光电转换入射光的光接收部分的有效像素区域；互连层，提供在半导体衬底的与光接收面相反的面侧；第一凹槽部分，提供在相邻的光接收部分之间，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成；以及绝缘材料，埋设在第一凹槽的至少一部分中。
根据本发明的另一个实施例，提供一种固态成像装置，其包括：半导体衬底，提供有包括光电转换入射光的光接收部分的有效像素区域；互连层，提供在半导体衬底的与光接收面相反的面侧；第一凹槽部分，提供在相邻的光接收部分之间，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成；第二凹槽部分，提供在位于有效像素区域周围且被遮光的光学黑体区域中，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成；绝缘材料，埋设在第一凹槽的至少一部分中；以及遮光材料，埋设在该第二凹槽部分的至少一部分中。
根据本发明的另一个实施例，提供一种固态成像装置，其包括：半导体衬底，提供有包括光电转换入射光的光接收部分的有效像素区域；互连层，提供在半导体衬底的与光接收面相反的面侧；第一凹槽部分，提供在相邻光的接收部分之间，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成；第三凹槽部分，提供在有效像素区域和位于有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域之间，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成；绝缘材料，埋设在第一凹槽的至少一部分中；以及遮光材料，埋设在该第三凹槽部分的至少一部分中。
根据本发明的另一个实施例，提供一种固态成像装置，其包括：半导体衬底，提供有包括光电转换入射光的光接收部分的有效像素区域；互连层，提供在半导体衬底的与光接收面相反的面侧；第一凹槽部分，提供在相邻的光接收部分之间，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成；第二凹槽部分，提供在位于有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成；第三凹槽部分，提供在有效像素区域和光学黑体区域之间，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成；绝缘材料，埋设在第一凹槽的至少一部分中；以及遮光材料，埋设在该第二凹槽部分的至少一部分和该第三凹槽部分的至少一部分中。
这里，包括提供在相邻光接收部分之间且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成的第一凹槽部分和埋设在第一凹槽的至少一部分中的绝缘材料，从而光接收部分彼此物理地分隔开，因此能够防止在半导体衬底的前表面附近光电转换的信号电荷流到相邻像素。
另外，包括提供在位于有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成的第二凹槽部分和埋设在该第二凹槽部分的至少一部分中的遮光材料，从而实现了光学黑体区域的埋设光遮蔽，因此可进一步降低固态成像装置的高度。
另外，包括提供在有效像素区域和光学黑体区域之间且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成的第三凹槽部分和埋设在该第三凹槽部分的至少一部分中的遮光材料，从而能够抑制光混入光学黑体区域中，因此实现了改善黑电平的精度。
根据本发明的另一个实施例，提供了制造固态成像装置的方法。该方法包括：在半导体衬底的相邻光接收部分之间形成从该半导体衬底的光接收面侧起具有预定深度的第一凹槽部分，该半导体衬底提供有包括光电转换入射光的每一个该光接收部分的有效像素区域；在该第一凹槽部分的至少一部分中埋设绝缘材料；以及在该半导体衬底的与该光接收面相反的面侧形成互连层。
根据本发明的另一个实施例，提供了制造固态成像装置的方法。该方法包括：在半导体衬底的相邻光接收部分之间形成从该半导体衬底的光接收面侧起具有预定深度的第一凹槽部分，该半导体衬底提供有包括光电转换入射光的每一个该光接收部分的有效像素区域；除了形成该第一凹槽部分外，还在位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中形成从该半导体衬底的该光接收面侧起具有预定深度的第二凹槽部分；在该第一凹槽部分的至少一部分中埋设绝缘材料；在该第二凹槽部分的至少一部分中埋设避光材料；以及在该半导体衬底的与该光接收面相反的面侧形成互连层。
根据本发明的另一个实施例，提供了制造固态成像装置的方法。该方法包括：在半导体衬底的相邻光接收部分之间形成从该半导体衬底的光接收面侧起具有预定深度的第一凹槽部分，该半导体衬底提供有包括光电转换入射光的每一个该光接收部分的有效像素区域；除了形成该第一凹槽部分外，还在该有效像素区域和位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域之间形成从该半导体衬底的该光接收面侧起具有预定深度的第三凹槽部分；在该第一凹槽部分的至少一部分中埋设绝缘材料；在该第三凹槽部分的至少一部分中埋设避光材料；以及在该半导体衬底的与该光接收面相反的面侧形成互连层。
根据本发明的另一个实施例，提供了制造固态成像装置的方法。该方法包括：在半导体衬底的相邻光接收部分之间形成从半导体衬底的光接收面侧起具有预定深度的第一凹槽部分，该半导体衬底提供有包括光电转换入射光的每一个该光接收部分的有效像素区域；除了形成该第一凹槽部分外，还在位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中形成从该半导体衬底的该光接收面侧起具有预定深度的第二凹槽部分，并且在该有效像素区域和光学黑体区域之间形成从该半导体衬底的该光接收面侧起具有预定深度的第三凹槽部分；在该第一凹槽部分的至少一部分中埋设绝缘材料；在该第二凹槽部分的至少一部分和该第三凹槽的至少一部分中埋设避光材料；以及在该半导体衬底的与该光接收面相反的面侧形成互连层。
这里，在半导体衬底的相邻光接收部分之间形成从该半导体衬底的光接收面侧起具有预定深度的第一凹槽部分，该半导体衬底提供有包括光电转换入射光的每一个该光接收部分的有效像素区域，然后绝缘材料埋设在第一凹槽部分的至少一部分中。结果，包括提供在相邻光接收部分之间且形成在从半导体衬底的光接收面侧起的预定深度的第一凹槽部分和埋设在第一凹槽的至少一部分中的绝缘材料。因此，光接收部分彼此物理地分隔开，因此能够防止半导体衬底的前表面附近光电转换的信号电荷流到相邻像素。
另外，从半导体衬底的光接收面侧起具有预定深度的第二凹槽部分形成在位于有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中，然后绝缘材料埋设在第二凹槽部分的至少一部分中。结果，包括提供在位于有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中而且形成在半导体衬底的光接收面侧起的预定距离的第二凹槽部分以及埋设在该第二凹槽部分的至少一部分中的遮光材料。因此，实现了光学黑体区域的埋设光遮蔽，从而可进一步降低固态成像装置的高度。
另外，从半导体衬底的光接收面侧起具有预定深度的第三凹槽部分形成在有效像素区域和位于有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域之间，然后遮光材料埋设在第三凹槽部分的至少一部分中。结果，包括提供在有效像素区域和光学黑体区域之间且形成在从半导体衬底的光接收面侧起的预定深度的第三凹槽部分，以及埋设在该第三凹槽部分的至少一部分中的遮光材料。因此，能够抑制光混入光学黑体区域，从而实现改善黑电平的精度。
根据本发明的另一个实施例，提供一种成像设备，其包括固态成像装置、光学系统和信号处理部分。固态成像装置包括：半导体衬底，提供有包括光电转换入射光的光接收部分的有效像素区域；互连层，提供在该半导体衬底的与该光接收面相反的面侧；第一凹槽部分，提供在相邻的光接收部分之间，并且形成在从该半导体衬底的该光接收面侧起的预定深度；以及绝缘材料，埋设在该第一凹槽部分的至少一部分中。光学系统将入射光聚集在该光接收部分上。信号处理部分处理该光接收部分上光电转换的信号电荷。
根据本发明的另一个实施例，提供一种成像设备，其包括固态成像装置、光学系统和信号处理部分。固态成像装置包括：半导体衬底，提供有包括光电转换入射光的光接收部分的有效像素区域；互连层，提供在该半导体衬底的与该光接收面相反的面侧；第一凹槽部分，提供在相邻的光接收部分之间，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；第二凹槽部分，提供在位于有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定距离而形成；绝缘材料，埋设在该第一凹槽部分的至少一部分中；以及遮光材料，埋设在该第二凹槽部分的至少一部分中。光学系统将入射光聚集在该光接收部分上。信号处理部分处理该光接收部分上光电转换的信号电荷。
根据本发明的另一个实施例，提供一种成像设备，其包括固态成像装置、光学系统和信号处理部分。固态成像装置包括：半导体衬底，提供有包括光电转换入射光的光接收部分的有效像素区域；互连层，提供在该半导体衬底的与该光接收面相反的面侧；第一凹槽部分，提供在相邻的光接收部分之间，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；第三凹槽部分，提供在有效像素区域和位于有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域之间，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定距离而形成；绝缘材料，埋设在该第一凹槽部分的至少一部分中；以及遮光材料，埋设在该第三凹槽部分的至少一部分中。光学系统将入射光聚集在该光接收部分上。信号处理部分处理该光接收部分上光电转换的信号电荷。
根据本发明的另一个实施例，提供一种成像设备，其包括固态成像装置、光学系统和信号处理部分。固态成像装置包括：半导体衬底，提供有包括光电转换入射光的光接收部分的有效像素区域；互连层，提供在该半导体衬底的与该光接收面相反的面侧；第一凹槽部分，提供在相邻的光接收部分之间，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；第二凹槽部分，提供在位于有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成；第三凹槽部分，提供在有效像素区域和光学黑体区域之间，并且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成；绝缘材料，埋设在该第一凹槽部分的至少一部分中；以及遮光材料，埋设在该第二凹槽部分的至少一部分和第三凹槽部分的至少一部分中。光学系统将入射光聚集在该光接收部分上。信号处理部分处理该光接收部分上光电转换的信号电荷。
这里，包括提供在相邻光接收部分之间且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成的第一凹槽部分和埋设在第一凹槽的至少一部分中的绝缘材料。因此，光接收部分彼此物理地分隔开，且能够防止在半导体衬底的前表面附近光电转换的信号电荷流到相邻像素，从而能够获得具有高质量的摄制图像。
另外，包括提供在位于有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成的第二凹槽部分和埋设在该第二凹槽部分的至少一部分中的遮光材料。因此，实现了光学黑体区域的埋设光遮蔽，因此可进一步降低固态成像设备的高度。
另外，包括提供在有效像素区域和光学黑体区域之间且从半导体衬底的光接收面侧起以预定深度而形成的第三凹槽部分和埋设在该第三凹槽部分的至少一部分中的遮光材料。因此，能够抑制光混入光学黑体区域，因此能够获得具有高图像质量的摄制图像。
根据本发明实施例的固态成像装置及其制造方法以及成像设备，能够抑制诸如闪烁和模糊的光学噪声，而不降低聚光特性。
附图说明
图1是示出应用于本发明每个实施例的CMOS型固态成像装置示例的示意性构造图；
图2是示出应用于本发明每个实施例的CMOS型固态成像装置示例的横截面构造的示意图；
图3是示出根据本发明第一实施例的固态成像装置的示意图；
图4是示出根据本发明第一实施例的固态成像装置修改的示意图；
图5A至图5C是示出第一实施例的固态成像装置的制造方法的示意图(1)；
图6A和图6B是示出第一实施例的固态成像装置的制造方法的示意图(2)；
图7是示出根据本发明第二实施例的固态成像装置的示意图；
图8是示出在不执行埋设光遮蔽的情况下光学黑体区域的光遮蔽的示意图；
图9是示出根据本发明第二实施例的固态成像装置修改的示意图；
图10A至图10D是示出根据第二实施例的固态成像装置的制造方法的示意图(1)；
图11A至图11D是示出根据第二实施例的固态成像装置的制造方法的示意图(2)；
图12是示出根据本发明第三实施例的固态成像装置的示意图；
图13是示出根据本发明第三实施例的固态成像装置修改的示意图；
图14A至图14D是示出根据第三实施例的固态成像装置的制造方法的示意图(1)；
图15A至图15D是示出根据第三实施例的固态成像装置的制造方法的示意图(2)；
图16是示出根据本发明第四实施例的固态成像装置的示意图；
图17是示出根据本发明第四实施例的固态成像装置修改的示意图；
图18A至图18D是示出根据第四实施例的固态成像装置的制造方法的示意图(1)；
图19A至图19D是示出根据第四实施例的固态成像装置的制造方法的示意图(2)；
图20是示出应用本发明的成像设备示例的示意图；
图21是示出第一实施例修改的示意图；
图22A和图22B是示出有机光电转换膜和有机滤色镜层的平面排列(编码)示例的示意图；
图23是示出单位像素的电路结构示例的示意图；
图24是示出现有技术中前表面照射式CMOS型固态成像装置的示意图；以及
图25是示出现有技术中后表面照射式CMOS型固态成像装置的示意图。
具体实施方式
下面，将说明实现本发明的示例性实施例(以下称为“实施例”)。将以下面的顺序进行说明。
1.CMOS型固态成像装置的示意性构造示例
2.第一实施例
3.第二实施例
4.第三实施例
5.第四实施例
6.第五实施例
7.修改
<1.CMOS型固态成像装置的示意性构造示例>
图1示出了应用于本发明每个实施例的CMOS型固态成像装置示例的示意性构造图。这里，如图1所示，固态成像装置1包括像素区域(所谓的成像区域)3和周围电路部分，在像素区域3中包括多个光电转换装置的像素2以规则的方式二维地设置在半导体衬底11(例如，硅衬底)中。
每一个像素2例如包括用作光电转换装置的光电二极管和多个像素晶体管(所谓的MOS晶体管)。多个像素晶体管可由例如转移晶体管、复位晶体管和放大晶体管这三个晶体管组成。另外，可增加选择晶体管而由四个晶体管组成。
图23是示出像素2的两个单位像素的电路构造示例的示意图。
单位像素例如包括一个光电二极管51作为光电转换装置，并且相对于这一个光电二极管包括转移晶体管52、放大晶体管53、选址晶体管54和复位晶体管55这四个晶体管作为有源装置。
光电二极管51将入射光光电转换为电荷(这里，电子)，电荷的量对应于光的量。转移晶体管52连接在光电二极管51和浮置扩散(floatingdiffusion)FD之间。另外，驱动信号经由驱动互连56施加给转移晶体管的栅极(转移栅极)，从而将光电二极管51上光电转换的电子转移到浮置扩散FD。
放大晶体管53的栅极连接到浮置扩散FD。放大晶体管53经由选址晶体管54连接到垂直信号线57，并且与像素部分外侧的恒流源I一起组成源跟随器。当经由驱动互连58将选址信号施加到选址晶体管54的栅极并且选址晶体管54导通时，放大晶体管53放大浮置扩散FD的电位，并且将与上述电位对应的电压输出到垂直信号线57。从每一个像素输出的电压经由垂直信号线57输出到S/H·CDS电路。
复位晶体管55连接在电源Vdd和浮置扩散FD之间。经由驱动互连59将复位信号施加到复位晶体管55的栅极，从而浮置扩散FD的电位复位到电源电位Vdd。
因为转移晶体管52、选址晶体管54和复位晶体管55的各个栅极连接在行单元中，所以相对于一行的每个像素同时执行上述操作。
另外，像素2可采用共用像素结构。上述共用像素结构包括多个光电二极管、多个转移晶体管、共用的一个浮置扩散和逐个共用的每一个其它像素晶体管。
周围电路部分包括垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7或控制电路8等。
控制电路8接收数据以给出诸如输入时钟和操作模式的指令或者输出数据诸如固态成像装置的内部信息。就是说，控制电路8根据垂直同步信号、水平同步信号和主时钟产生时钟信号或者控制信号，其成为垂直驱动电路4、列信号处理电路5或水平驱动电路6等的操作基准。另外，这些信号输入到垂直驱动电路4、列信号处理电路5或水平驱动电路6等。
垂直驱动电路4例如包括移位寄存器，选择像素驱动互连，提供驱动像素的脉冲到选择的像素驱动互连，并且驱动行单元中的像素。就是说，垂直驱动电路4在垂直方向上按顺序选择性扫描像素区域3的行单元中的每个像素2，并且根据信号电荷将像素信号经由垂直信号线9提供到列信号处理电路5，上述信号电荷是根据例如每个像素2的用作电转换装置的光电二极管中接收的光量产生。
例如，列信号处理电路5设置为用于像素2的每个列，并且关于从一行像素2输出的信号为每个像素列执行诸如噪声去除的信号处理。就是说，列信号处理电路5执行诸如DCS以去除像素2特有的固定图案噪声的信号处理、信号放大和AD转换。水平选择开关(未示出)连接且提供在列信号处理电路5和水平信号线10的输出级之间。
水平驱动电路6例如包括移位寄存器，并且按顺序输出水平扫描脉冲，从而依次选择每一个列信号处理电路5，并将每一个列信号处理电路5提供的像素信号且输出到水平信号线10。
输出电路7关于经由水平信号线10从每一个列信号处理电路5按顺序提供的信号执行信号处理，并且输出处理的信号。例如，可仅执行缓冲，或者可执行黑电平调整、行变化纠正或各种数字信号处理等。输入和输出端子12与外部交换信号。
图2是示出应用于本发明每个实施例的CMOS型固态成像装置示例的横截面结构的示意图。图2所示的CMOS型固态成像装置21例如包括排列有多个像素的像素区域(所谓的成像区域)23和设置在像素区域周围的周围电路部分(图2中未示出)，它们形成在例如由硅制成的半导体衬底22中。
像素区域23包括有效像素区域23A和光学黑体区域23B，有效像素区域23A实际接收光，放大通过光电转换产生的信号电荷，并且由列信号处理电路5将其读出，光学黑体区域23B用于输出成为黑电平基准的光学黑体(optical black)。另外，光学黑体区域23B形成在有效像素区域23A的外周围部分。
单位像素24包括用作光电转化部分的光电二极管PD和多个像素晶体管Tr。光电二极管PD形成为跨过半导体衬底22的厚度方向上的整个区域，并且通过面对衬底的前表面和后表面的p型半导体区域26和n型半导体区域25构造为pn结型光电二极管。另外，面对衬底的前表面和后表面的p型半导体区域也用作空穴电荷积累区域以抑制黑电流。
包括光电二极管PD和像素晶体管Tr的每个像素24通过p型半导体区域中形成的装置分隔区域27分隔开。像素晶体管Tr构造为，在半导体衬底22的前表面22A侧上形成的p型半导体阱区域28中形成n型源极和漏极区域(未示出)，并且在n型源极和漏极区域之间的衬底前表面上经由栅极绝缘膜形成栅极电极29。另外，在图2中，多个像素晶体管由一个像素晶体管Tr表示，并且由栅极电极29示意性示出。
在半导体衬底22的前表面22A上，形成所谓的多层互连层33，其中经由层间绝缘膜31设置多个互连32。光不入射到多层互连层33，从而可自由地设定互连32的布置。
此外，在半导体衬底22的后表面22B上，按顺序形成芯片上滤色镜42和芯片上微透镜43。另外，作为芯片上滤色镜42，例如，可采用Bayer滤色镜阵列，并且芯片上微透镜43例如可由诸如树脂的有机材料制造。
另外，光L从衬底的后表面22B侧入射并聚集在芯片上微透镜43上，并且由每个光电二极管PD接收。
<2.第一实施例>
[固态成像装置的构造示例]
图3是示出根据本发明第一实施例的固态成像装置的示意图。根据本实施例的固态成像装置包括第一凹槽部分61，第一凹槽部分61具有100至300nm的线宽，并且从半导体衬底22的后表面22B侧，形成在用作光电二极管PD的光接收面34的衬底后表面22B侧的装置分隔区域27中。另外，第一凹槽部分61形成为网格形状以在俯视角度围绕每个像素24。
另外，由氧化铪(HfO2)膜制造的高电介质材料膜62形成在半导体衬底22的后表面22B上，并且高电介质材料膜62形成在第一凹槽部分61的侧表面和底表面上。此外，由二氧化硅制造的绝缘材料63经由高电介质材料膜62埋设在第一凹槽部分61中。
在根据第一实施例的后表面照射式固态成像装置21中，相邻光接收部分通过第一凹槽部分61物理地分隔开。因此，能够抑制在半导体衬底22的后表面附近光电转换的信号电荷流到相邻像素，并且能够减小相邻像素之间可能发生的光学颜色混合。
另外，在第一凹槽部分61形成在装置分隔区域27中的情况下，由于通过物理损坏或者离子照射在第一凹槽部分61的侧壁和底表面上而使杂质激活，具有在第一凹槽部分61的周围部分上发生钉扎偏差(pinning deviation)的可能性。关于这样的问题，在根据第一实施例的后表面照射式固态成像装置21中，具有充分固定电荷的高电介质材料膜62形成在第一凹槽部分61的侧壁和底表面上，从而能够抑制钉扎偏差。
[修改]
在第一实施例中，作为示例，描述了绝缘材料63仅埋设在第一凹槽61内的情况，但是，如图4所示，绝缘材料63可提供在高电介质材料膜62的整个表面上。
[制造固态成像装置的方法示例]
图5A至图6B示出了第一实施例的固态成像装置21的制造方法。另外，图5A至图6B中仅示出了主要部分的横截面结构，并且关于省略部分的参考标号可参考图2。
在第一实施例的固态成像装置21的制造方法中，首先，在要形成硅半导体衬底22的像素区域的区域中形成光电二极管PD，光电二极管PD对应于通过p型半导体区域的装置分隔区域27分隔的每个像素。
另外，光电二极管PD形成为具有由n型半导体区域25和p型半导体区域26组成的pn结，n型半导体区域25形成为跨过衬底厚度方向上的整个区域，而p型半导体区域26与n型半导体区域25接触且面对衬底的前表面和后表面22A和22B。
p型半导体阱区域28与装置分隔区域27接触，形成在衬底的前表面22A对应于每个像素的区域中，并且多个像素晶体管Tr分别形成在p型半导体阱区域28中。另外，像素晶体管Tr的每一个都由源极和漏极区域、栅极绝缘膜和栅极电极29形成。
另外，经由层间绝缘膜31设置多层互连32的多层互连层33形成在衬底的前表面22A之上。
接下来，如图5A所示，正型光敏抗蚀剂膜91形成在半导体衬底22的后表面22B上，并且以线宽为100至300nm的开口区域形成在分隔区域27中的方式，采用通常目的的光刻技术执行图案化。
随后，如图5B所示，通过采用SF6/O2基气体的干蚀刻，采用抗蚀剂膜91为掩模将半导体衬底22挖到约400nm的深度，从而形成第一凹槽部分61。然后，去除抗蚀剂膜91。
接下来，如图5C所示，通过采用溅射法，在半导体衬底22的后表面22B上形成厚度为50nm的氧化铪膜(高电介质材料膜62)。此外，如图6A所示，通过采用CVD法，在氧化铪膜上形成厚度为200nm的二氧化硅膜(绝缘膜63)。结果，通过氧化铪膜和二氧化硅膜掩埋第一凹槽部分61。
接下来，如图6B所示，执行采用CF4/O2基气体的干蚀刻，从而去除第一凹槽部分61中埋设的二氧化硅之外的二氧化硅。
然后，在半导体衬底22的后表面22B上按顺序形成例如Bayer阵列的芯片上滤色镜42和芯片上微透镜43。这样，能够获得第一实施例的固态成像装置21。
<3.第二实施例>
[固态成像装置的构造示例]
图7是示出根据本发明第二实施例的固态成像装置的示意图。根据本实施例的固态成像装置包括第一凹槽部分61，第一凹槽部分61具有100至300nm的线宽，并且从后表面22B侧，形成在用作光电二极管PD的光接收面34的衬底后表面22B的装置分隔区域27中。此外，第一凹槽部分61形成为网格形状以在俯视角度围绕每个像素24。
另外，根据本实施例的固态成像装置包括第二凹槽部分64，第二凹槽部分64具有约500μm的线宽，并且从半导体衬底22的后表面22B侧，形成在用作光电二极管PD的光接收面34的衬底后表面22B的光学黑体区域23B中。
此外，由氧化铪(HfO2)膜制造的高电介质材料膜62形成在半导体衬底22的后表面22B上，并且高电介质材料膜62形成在第一凹槽部分61的侧表面和底表面以及第二凹槽部分64的侧表面和底表面上。
另外，由二氧化硅制造的绝缘材料63经由高电介质材料膜62埋设在第一凹槽部分61中。同时，由二氧化硅制造的绝缘材料63和由钨制造的遮光材料65经由高电介质材料膜62埋设在第二凹槽部分64中。
在根据第二实施例的后表面照射式固态成像装置21中，光学黑体区域23B被提供有埋设的遮光结构，上述埋设的遮光结构通过在第二凹槽部分64中埋设遮光材料65而构成，从而可实现降低固态成像装置的高度。
就是说，在黑电平定义中，需要在光学黑体区域23B中形成具有遮光性能的膜，并且在不执行埋设光遮蔽的情况下，如图8所示，需要在半导体衬底22的后表面22B上形成遮光膜66。在此情况下，由于遮光膜66的厚度，妨碍了高度降低。相反，在根据本实施例的后表面照射式固态成像装置21中，因为采用埋设的光遮蔽，所以从芯片上微透镜43到光电二极管PD的距离变短，改善了光入射效率，并且进一步实现防止颜色混合。
在根据第二实施例的后表面照射式固态成像装置21中，因为相邻光接收部分通过第一凹槽部分61物理地分隔开，所以与第一实施例类似，能够减少相邻像素之间可能发生的光学颜色混合。
另外，具有充分固定电荷的高电介质材料膜62形成在第一凹槽部分61的侧壁和底表面以及第二凹槽部分64的侧壁和底表面上，从而与第一实施例类似，能够抑制钉扎偏差。
[修改]
在第二实施例中，作为示例，描述了绝缘材料63和遮光材料65经由高电介质材料膜62埋设在第二凹槽部分64中的情况，但是不必须要求埋设绝缘材料63。例如，如图9所示，只有遮光材料65经由高电介质材料膜62埋设在第二凹槽部分64中。
[固态成像装置的制造方法示例]
图10A至图11D示出了第二实施例的固态成像装置21的制造方法。另外，图10A至图11D中仅示出了主要部分的横截面结构，关于省略部分的参考标号可参考图2。
在第二实施例的固态成像装置21的制造方法中，与第一实施例类似，形成通过装置分隔区域27分隔的光电二极管PD、p型半导体阱区域28、像素晶体管Tr和多层互连层33。
接下来，如图10A所示，在正型光敏抗蚀剂膜91形成在半导体衬底22的后表面22B上后，采用通常目的的光刻技术图案化抗蚀剂膜91。具体地，以线宽为100至300nm的开口区域形成在装置分隔区域27中并且线宽约为500μm的开口区域形成在光学黑体区域23B中的方式，执行图案化。
随后，如图10B所示，通过采用SF6/O2基气体的干蚀刻，采用抗蚀剂膜91为掩模将半导体衬底22挖到约400nm的深度，从而形成第一凹槽部分61和第二凹槽部分64。然后，去除抗蚀剂膜91。
接下来，如图10C所示，通过采用溅射法，在半导体衬底22的后表面22B上形成厚度为50nm的氧化铪膜(高电介质材料膜62)。此外，如图10D所示，通过采用CVD法，在氧化铪膜上形成厚度为200nm的二氧化硅膜(绝缘膜63)。结果，通过氧化铪膜和二氧化硅膜掩埋第一凹槽部分61。另外，第二凹槽部分64变为未掩埋的状态。
随后，如图11A所示，通过抗蚀剂膜92覆盖光学黑体区域23B的第二凹槽部分64的底表面上形成的二氧化硅膜(绝缘膜63)，执行采用CF4/O2基气体的干蚀刻，从而去除抗蚀剂膜92。结果，如图11B所示，去除第一凹槽部分61和第二凹槽部分64中埋设的二氧化硅之外的二氧化硅。
接下来，如图11C所示，通过CVD法以约300nm的厚度形成由钨制造的遮光膜93，并且通过抗蚀剂膜94覆盖光学黑体区域23B的第二凹槽部分64的底表面上形成的遮光膜93。
因此，如图11D所示，采用抗蚀剂膜94为掩模执行SF6/O2基气体的干蚀刻，并且蚀刻且去除暴露的遮光膜93。结果，当去除抗蚀剂膜94时，通过氧化铪膜、二氧化硅膜和遮光膜掩埋光学黑体区域23B的第二凹槽部分64。
然后，例如，Bayer阵列的芯片上滤色镜42和芯片上微透镜43按顺序形成在半导体衬底22的后表面22B上。这样，能够获得第二实施例的固态成像装置21。
<4.第三实施例>
[固态成像装置的构造示例]
图12是示出根据本发明第三实施例的固态成像装置的示意图。根据本实施例的固态成像装置包括第一凹槽部分61，其具有线宽100至300nm，并且从半导体衬底22的后表面22B侧，形成在用作光电二极管PD的光接收面34的衬底后表面22B的装置分隔区域27中。另外，第一凹槽部分61形成为网格形状以在俯视角度围绕每个像素24。
另外，根据本实施例的固态成像装置包括第三凹槽部分67，第三凹槽部分67从半导体衬底22的后表面22B形成在用作光电二极管PD的光接收面34的衬底后表面22B的有效像素区域23A和光学黑体区域23B之间的区域中。
另外，由氧化铪(HfO2)膜制造的高电介质材料膜62形成在半导体衬底22的后表面22B上，并且高电介质材料膜62形成在第一凹槽部分61的侧表面和底表面上以及第三凹槽部分67的侧表面和底表面上。
另外，由二氧化硅制造的绝缘材料63经由高电介质材料膜62埋设在第一凹槽部分61中。另一方面，由二氧化硅制造的绝缘材料63和由钨制造的遮光材料65经由高电介质材料膜62埋设在第三凹槽部分67中。
在根据第三实施例的后表面照射式固态成像装置21中，有效像素区域23A和光学黑体区域23B之间的区域提供有通过将遮光材料65埋设在第三凹槽部分67中构造的埋设遮光结构，从而能够实现黑电平的提高。具体地，埋设遮光结构提供在有效像素区域23A和光学黑体区域23B之间，从而能够抑制光混入光学黑体区域23B中，因此可改善黑电平。
此外，在根据第三实施例的后表面照射式固态成像装置21中，因为相邻光接收部分通过第一凹槽部分61物理地分隔开，所以与第一实施例类似，能够减少相邻像素之间可能发生的光学颜色混合。
另外，具有充分固定电荷的高电介质材料膜62形成在第一凹槽部分61的侧壁和底表面上以及第三凹槽部分67的侧壁和底表面上，从而与第一实施例类似，能够抑制钉扎偏差。
[修改]
在第三实施例中，作为示例，描述了绝缘材料63和遮光材料65经由高电介质材料膜62埋设在第三凹槽部分67中的情况，但是，不是必须要求埋设绝缘材料63。例如，如图13所示，只有遮光材料65经由高电介质材料膜62埋设在第三凹槽部分67中。
[固态成像装置的制造方法示例]
图14A至15C示出了第三实施例的固态成像装置21的制造方法。另外，图14A至15C中仅示出了主要部分的横截面结构，关于省略部分的参考标号可参考图2。
在第三实施例的固态成像装置21的制造方法中，与第一实施例类似，形成通过装置分隔区域27分隔的光电二极管PD、p型半导体阱区域28、像素晶体管Tr和多层互连层33。
接下来，如图14A所示，在正型光敏抗蚀剂膜91形成在半导体衬底22的后表面22B上后，采用通常目的的光刻技术图案化抗蚀剂膜91。具体地，以线宽为100至300nm的开口区域形成在装置分隔区域27中并且开口区域形成在有效像素区域23A和光学黑体区域23B之间的方式执行图案化。
随后，如图14B所示，通过采用SF6/O2基气体的干蚀刻，采用抗蚀剂膜91为掩模，将半导体衬底22挖到约400nm的深度，从而形成第一凹槽部分61和第三凹槽部分67。然后，去除抗蚀剂膜91。
接下来，如图14C所示，通过采用溅射法，在半导体衬底22的后表面22B上形成厚度为50nm的氧化铪膜(高电介质材料膜62)。此外，如图14D所示，通过采用CVD法，在氧化铪膜上形成厚度为200nm的二氧化硅膜(绝缘膜63)。结果，通过氧化铪膜和二氧化硅膜掩埋第一凹槽部分61。另外，第三凹槽部分67变为未掩埋的状态。
随后，如图15A所示，通过抗蚀剂膜92覆盖形成在第三凹槽部分67的底表面上的二氧化硅膜(绝缘膜63)，执行采用CF4/O2基气体的干蚀刻，然后去除抗蚀剂膜92。结果，如图15B所示，去除第一凹槽部分61和第三凹槽部分67中埋设的二氧化硅之外的二氧化硅。
接下来，如图15C所示，通过CVD法以约300nm的厚度形成由钨制造的遮光膜93，然后，如图15D所示，通过抗蚀剂膜94覆盖第三凹槽部分67的底表面上形成的遮光膜93。
接下来，采用抗蚀剂膜94为掩模执行SF6/O2基气体的干蚀刻，并且蚀刻且去除暴露的遮光膜93。结果，当去除抗蚀剂膜94时，通过氧化铪膜、二氧化硅膜和遮光膜掩埋第三凹槽部分67。
然后，例如，Bayer阵列的芯片上滤色镜42和芯片上微透镜43按顺序地形成在半导体衬底22的后表面22B上。这样，能够获得第三实施例的固态成像装置21。
<5.第四实施例>
[固态成像装置的构造示例]
图16是示出根据本发明第四实施例的固态成像装置的示意图。根据本实施例的固态成像装置包括第一凹槽部分61，第一凹槽部分61具有100至300nm的线宽，并且从半导体衬底22的后表面22B侧，形成在用作光电二极管PD的光接收面34的衬底后表面22B的装置分隔区域27中。此外，第一凹槽部分61形成为网格形状以在俯视角度围绕每个像素24。
另外，根据本实施例的固态成像装置包括第二凹槽部分64，第二凹槽部分64具有约500μm的线宽，并且从半导体衬底22的后表面22B侧，形成在用作光电二极管PD的光接收面34的衬底后表面22B的光学黑体区域23B中。
另外，根据本实施例的固态成像装置包括第三凹槽部分67，第三凹槽部分67从半导体衬底22的后表面22B形成在用作光电二极管PD的光接收面34的衬底后表面22B的有效像素区域23A和光学黑体区域23B之间的区域中。
另外，由氧化铪(HfO2)膜制造的高电介质材料膜62形成在半导体衬底22的后表面22B上，并且高电介质材料膜62形成在第一凹槽部分61的侧表面和底表面上、第二凹槽部分64的侧表面和底表面上以及第三凹槽部分67的侧表面和底表面上。
另外，由二氧化硅制造的绝缘材料63经由高电介质材料膜62埋设在第一凹槽部分61中。另一方面，由二氧化硅制造的绝缘材料63和由钨制造的遮光材料65经由高电介质材料膜62埋设在第二凹槽部分64和第三凹槽部分67中。
另外，在根据第四实施例的后表面照射式固态成像装置21中，因为相邻光接收部分通过第一凹槽部分61物理地分隔开，所以与第一实施例类似，能够减少相邻像素之间可能发生的光学颜色混合。
另外，具有充分固定电荷的高电介质材料膜62形成在第一凹槽部分61的侧壁和底表面上、第二凹槽部分64的侧壁和底表面上以及第三凹槽部分67的侧壁和底表面上，从而与第一实施例类似，能够抑制钉扎偏差。
另外，在根据第四实施例的后表面照射式固态成像装置21中，埋设遮光结构形成在光学黑体区域23B中，从而与第二实施例类似，可实现降低固态成像装置的高度。
另外，在根据第四实施例的后表面照射式固态成像装置21中，提供通过将遮光材料65埋设在第三凹槽部分67中构成的埋设光遮蔽，从而与第三实施例类似，能够实现黑电平的提高。
[修改]
在第四实施例中，作为示例，描述了绝缘材料63和遮光材料65经由高电介质材料膜62埋设在第二凹槽部分64和第三凹槽部分67中的情况，但是不是必须要求埋设绝缘材料63。例如，如图17所示，只有遮光材料65经由高电介质材料膜62埋设在第二凹槽部分64和第三凹槽部分67中。
[固态成像装置的制造方法示例]
图18A至图19D示出了根据第四实施例的固态成像装置21的制造方法。另外，图18A至图19D中仅示出了主要部分的横截面结构，关于省略部分的参考标号可参考图2。
在第四实施例的固态成像装置21的制造方法中，与第一实施例类似，形成通过装置分隔区域27分隔的光电二极管PD、p型半导体阱区域28、像素晶体管Tr和多层互连层33。
接下来，如图18A所示，在正型光敏抗蚀剂膜91形成在半导体衬底22的后表面22B上后，采用通常目的的光刻技术图案化抗蚀剂膜91。具体地，以线宽为100至300nm的开口区域形成在装置分隔区域27中并且线宽约为500μm的开口区域形成在光学黑体区域23B中的方式执行图案化。另外，当同时执行图案化时，开口区域也形成在有效像素区域23A和光学黑体区域23B之间。
随后，如图18B所示，通过采用SF6/O2基气体的干蚀刻，采用抗蚀剂膜91为掩模，将半导体衬底22挖到约400nm的深度，从而形成第一凹槽部分61、第二凹槽部分64和第三凹槽部分67。然后，去除抗蚀剂膜91。
接下来，如图18C所示，通过采用溅射法，在半导体衬底22的后表面22B上形成厚度为50nm的氧化铪膜(高电介质材料膜62)。此外，如图18D所示，通过采用CVD法，在氧化铪膜上形成厚度为200nm的二氧化硅膜(绝缘膜63)。结果，通过氧化铪膜和二氧化硅膜掩埋第一凹槽部分61。另外，第二凹槽部分64和第三凹槽部分67变为未掩埋的状态。
随后，如图19A所示，通过抗蚀剂膜92覆盖在第二凹槽部分64和第三凹槽部分67每一个的底表面上形成的二氧化硅膜(绝缘膜63)，执行采用CF4/O2基气体的干蚀刻，从而去除抗蚀剂膜92。结果，如图19B所示，去除第一凹槽部分61、第二凹槽部分64和第三凹槽部分67中埋设的二氧化硅之外的二氧化硅。
接下来，如图19C所示，通过CVD法以约300nm的厚度形成由钨制造的遮光膜93，并且如图19D所示，通过抗蚀剂膜94覆盖第二凹槽部分64和第三凹槽部分67每一个的底表面上形成的遮光膜93。
接下来，采用抗蚀剂膜94为掩模执行SF6/O2基气体的干蚀刻，并且蚀刻且去除暴露的遮光膜93。结果，当去除抗蚀剂膜94时，通过氧化铪膜、二氧化硅膜和遮光膜掩埋光学黑体区域23B的第二凹槽部分64。另外，有效像素区域23A和光学黑体区域23B之间的区域中形成的第三凹槽部分67也通过氧化铪膜、二氧化硅膜和遮光膜掩埋。
然后，例如，Bayer阵列的芯片上滤色镜42和芯片上微透镜43按顺序形成在半导体衬底22的后表面22B上。这样，能够获得第四实施例的固态成像装置21。
<6.第五实施例>
[照相机的构造]
图20是示出照相机77的示意图，照相机77是应用本发明的成像设备的示例。另外，图20所示的照相机77采用上述第一至第四实施例的固态成像装置作为成像装置。
在应用本发明的照相机77中，来自目标(未示出)的光经由光学系统入射到固态成像装置73的成像区域，上述光学系统例如为透镜71和机械快门72。另外，机械快门72阻挡光入射到固态成像装置73的成像区域且决定曝光周期。
这里，作为固态成像装置73，采用根据第一至第四实施例的上述固态成像装置1，并且固态成像装置73由驱动电路74驱动，驱动电路74包括定时产生电路或驱动系统等。
另外，固态成像装置73的输出信号经受后续阶段的信号处理电路75的各种信号处理，并且被导出到外部作为成像信号，导出的成像信号存储在诸如存储器的存储介质中，并且输出到监视器。
另外，机械快门72的开关控制、驱动电路74的控制或者信号处理电路75的控制等由系统控制器76执行。
在应用本发明的照相机中，采用应用本发明的上述固态成像装置，从而能够抑制光学颜色混合的发生，并且能够获得高图像质量的摄制图像。
<7.修改>
[关于滤色镜]
在上述的第一至第五实施例中，描述了采用RGB Bayer阵列中排列滤色镜42的情况，但是通过改善颜色再现性有机光电转换膜可用于实现高精度的固态成像装置。
图21是示出第一实施例修改的示意图。在图21所示的固态成像装置21中，有机光电转换膜82形成在半导体衬底22的后表面22B上，并且还经由分隔层83形成有机滤色镜层84。
有机滤色镜层84形成为对应于光电二极管PD，并且，例如，为了读出蓝色(B)和红色(R)，青色(Cyan)的有机滤色镜层84C和黄色的有机滤色镜层84Y设置成方格图案。另外，将入射光聚集到每个光电二极管PD的芯片上微透镜43形成在有机滤色镜层84上。
作为有机光电转换膜82的绿(G)基染料，举例来说，玫瑰精基染料、酞菁染料衍生物、喹吖(二)酮、曙红染料-Y或部花青基染料等可作为其示例。
在此修改的固态成像装置21中，从有机光电膜82提取绿色(G)，从青色和黄色的有机滤色镜层84的结合提取蓝色(B)和红色(R)。
在下文，将参考图22A和22B描述有机光电转换膜82和有机滤色镜层84的平面布置(编码)的示例。
如图22A所示，由有机光电转换膜82制造的绿(G)排列在所有的像素中。另外，如图22B所示，青色和黄色排列成所谓的方格图案。蓝色(B)和红色(R)的光谱通过下面的原理实现。
具体地讲，关于蓝色(B)，红色(R)成分由青色的有机滤色镜层84C吸收且去除，然后，绿色(G)成分由绿色(G)的有机光电转换膜82吸收且去除，从而可提取出蓝色(B)为保留的蓝色(B)成分。
另一方面，关于红色(R)，蓝色成分(B)由黄色的有机滤色镜层84Y吸收且去除，然后绿色(G)成分由绿色(G)的有机光电转换膜82吸收且去除，从而可提取出红色(R)为保留的红色(R)成分。
通过上述的构造，可输出分成绿色(G)、蓝色(B)和红色(R)的彩色信号。
另外，因为青色有机滤色镜层84C和黄色有机滤色镜层84Y排列成所谓的方格图案，所以几乎不减弱空间亮度或者彩色清晰度。然而，能够显著地改善颜色再现性。
[关于半导体衬底]
在上述的第一至第四实施例中，作为示例，描述半导体衬底由硅制造的情况，但是半导体衬底不是必须要求为硅衬底，而是半导体衬底可由其它半导体材料制造。
[关于高电介质材料膜]
在上述的第一至第四实施例中，作为示例，描述了氧化铪膜用作高电介质材料膜62的情况，但是，不是必须要求采用氧化铪膜。就是说，只要可有效抑制由形成第一凹槽部分61、第二凹槽部分64或第三凹槽部分67引起的钉扎偏差，不必要求采用氧化铪膜。例如，可采用五氧化二钽(Ta2O5)膜或二氧化锌(ZrO2)膜等。
[关于埋设的光遮蔽]
在上述的第二至第四实施例中，作为示例，描述了钨用作遮光材料65的情况，但是不是必须要求采用钨。就是说，只要可有效构造埋设的遮光结构，例如，可埋设铝等。
本申请包含2010年7月29日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP2010-169911中公开的相关主题，其全部内容通过引用结合于此。
本领域的技术人员应当理解的是，在所附权利要求或其等同方案的范围内，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。

Claims (16)

1.一种固态成像装置，包括：
半导体衬底，提供有包括光电转换入射光的光接收部分的有效像素区域；
互连层，提供在该半导体衬底的与光接收面相反的面侧；
第一凹槽部分，提供在相邻的光接收部分之间，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；以及
绝缘材料，埋设在该第一凹槽部分的至少一部分中。
2.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：
第二凹槽部分，提供在位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；以及
遮光材料，埋设在该第二凹槽部分的至少一部分中。
3.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：
第三凹槽部分，提供在该有效像素区域和位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域之间，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；以及
遮光材料，埋设在该第三凹槽部分的至少一部分中。
4.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：
第二凹槽部分，提供在位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；
第三凹槽部分，提供在该有效像素区域和该光学黑体区域之间，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；以及
遮光材料，埋设在该第二凹槽部分的至少一部分和该第三凹槽部分的至少一部分中。
5.根据权利要求1所述的固态成像装置，
其中该半导体衬底包括装置分隔区域，该装置分隔区域提供在相邻的光接收部分之间，包括预定的杂质区域，并且电性分隔该相邻的光接收部分，并且
该第一凹槽部分形成在该装置分隔区域中。
6.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：
高电介质材料膜，形成在该第一凹槽部分和该绝缘材料之间。
7.根据权利要求2所述的固态成像装置，还包括：
高电介质材料膜，形成在该第二凹槽部分和该遮光材料之间。
8.根据权利要求3所述的固态成像装置，还包括：
高电介质材料膜，形成在该第三凹槽部分和该遮光材料之间。
9.一种制造固态成像装置的方法，包括：
在半导体衬底的相邻光接收部分之间形成从该半导体衬底的光接收面侧起具有预定深度的第一凹槽部分，该半导体衬底提供有包括光电转换入射光的每一个该光接收部分的有效像素区域；
在该第一凹槽部分的至少一部分中埋设绝缘材料；以及
在该半导体衬底的与该光接收面相反的面侧形成互连层。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
除了形成该第一凹槽部分外，还在位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中形成从该半导体衬底的该光接收面侧起具有预定深度的第二凹槽部分；并且
在该第二凹槽部分的至少一部分中埋设遮光材料。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括：
除了形成该第一凹槽部分外，还在该有效像素区域和位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域之间形成从该半导体衬底的该光接收面侧起具有预定深度的第三凹槽部分，
在该第三凹槽部分的至少一部分中埋设遮光材料。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括：
除了形成该第一凹槽部分外，还在位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中形成从该半导体衬底的该光接收面侧起具有预定深度的第二凹槽部分，并且在该有效像素区域和该光学黑体区域之间形成从该半导体衬底的该光接收面侧起具有预定深度的第三凹槽部分；以及
在该第二凹槽部分的至少一部分和该第三凹槽的至少一部分中埋设遮光材料。
13.一种成像设备，包括：
固态成像装置，包括：半导体衬底，提供有包括光电转换入射光的光接收部分的有效像素区域；互连层，提供在该半导体衬底的与该光接收面相反的面侧；第一凹槽部分，提供在相邻的光接收部分之间，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；以及绝缘材料，埋设在该第一凹槽部分的至少一部分中；
光学系统，将入射光聚集在该光接收部分上；以及
信号处理部分，处理在该光接收部分光电转换的信号电荷。
14.根据权利要求13所述的成像设备，还包括：
第二凹槽部分，提供在位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；以及
遮光材料，埋设在该第二凹槽部分的至少一部分中。
15.根据权利要求13所述的成像设备，还包括：
第三凹槽部分，提供在该有效像素区域和位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域之间，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；以及
遮光材料，埋设在该第三凹槽部分的至少一部分中。
16.根据权利要求13所述的成像设备，还包括：
第二凹槽部分，提供在位于该有效像素区域的周围且被遮光的光学黑体区域中，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；
第三凹槽部分，提供在该有效像素区域和该光学黑体区域之间，并且从该半导体衬底的该光接收面侧起以预定深度而形成；以及
遮光材料，埋设在该第二凹槽部分的至少一部分和该第三凹槽部分的至少一部分中。
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