固體拍攝裝置及其製造方法
2023-05-08 16:35:11
固體拍攝裝置及其製造方法
【專利摘要】本發明提供固體拍攝裝置的製造方法以及固體拍攝裝置。實施方式的固體拍攝裝置的製造方法包括下述工序：將半導體基板薄型化；形成多個掩模圖形；和在所述半導體基板的背面形成具有相對於所述半導體基板的表面傾斜的傾斜面的槽。在要薄型化的所述半導體基板的表面按網格狀設有多個光受光部，在要薄型化的所述半導體基板的表面上設有包括金屬布線的布線層。所述多個掩模圖形在薄型化了的所述半導體基板的所述背面上按網格狀排列形成。所述槽通過用具有各向異性的蝕刻特性的蝕刻液對所述掩模圖形之間的所述半導體基板進行蝕刻而形成。
【專利說明】固體拍攝裝置及其製造方法
【技術領域】
[0001]本實施方式一般而言涉及固體拍攝裝置的製造方法以及固體拍攝裝置。
【背景技術】
[0002]在CCD、CMOS圖像傳感器等固體拍攝裝置中、特別是在便攜電話機用照相機用的固體拍攝裝置中，尋求多像素化以及裝置尺寸的縮小。作為能夠兼顧這兩個方面的固體拍攝裝置，已知在薄型化了的半導體基板的表面上有布線層、從半導體基板的背面側接受入射光的所謂背面照射型的固體拍攝裝置(BS1:Back Side Illumination Solid StateImage Sensor)。
[0003]在BSI中，因為入射光從半導體基板的背面側入射，所以在半導體基板的背面入射光被進行光電轉換而產生電荷。相對於此，光受光部設置在半導體基板的表面。因此，在BSI中，存在電荷產生的位置與光受光部的距離遠這樣的問題。如果電荷產生的位置與光受光部的距離遠，則電荷沒有到達本來應該到達的光受光部而是到達了相鄰的其他像素的光受光部，存在發生混色這樣的問題。就波長短(能量高)的入射光的藍色分量而言，在半導體基板的背面的極淺的位置被進行光電轉換，所以上述問題顯著發生。
[0004]作為能夠解決該問題的BSI，已知光受光部從半導體基板的表面向背面方向較深地形成的BSI。為了形成這樣的光受光部，需要將用於形成光受光部的離子注入的加速電壓提聞至2,000?3, OOOkev左右。但是，因為由於提聞加速電壓導致半導體基板的晶體缺陷密度上升，所以在製造出的BSI中會發生所謂白斑不良(在暗處表現為光點的不良)。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的問題在於提供能夠抑制混色且抑制拍攝特性的劣化的固體拍攝裝置的製造方法、以及固體拍攝裝置。
[0006]實施方式的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於:將在表面按網格狀具有多個光受光部且在表面上具有包括金屬布線的布線層的半導體基板薄型化；在薄型化了的所述半導體基板的背面上按網格狀排列形成多個掩模圖形；通過用具有各向異性的蝕刻特性的蝕刻液對所述掩模圖形間的所述半導體基板進行蝕刻，在所述半導體基板的背面形成具有相對於所述半導體基板的表面傾斜的傾斜面的槽。
[0007]其他實施方式的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於，將在表面按網格狀具有多個光受光部且在表面上具有包括金屬布線的布線層的半導體基板薄型化；在薄型化了的所述半導體基板的所述背面上形成絕緣膜；在所述絕緣膜的背面上形成光致抗蝕劑膜；用掩模對所述光致抗蝕劑膜的背面進行曝光，該掩模具有:與所述光受光部的排列相應地按網格狀設置的多個非透射區域；以及透射區域，該透射區域為這些非透射區域之間且以使得越向所述非透射區域之間的中央則光的透射率越高的方式進行了調整；通過對曝光了的所述光致抗蝕劑膜進行顯影，在所述光致抗蝕劑膜的背面形成具有相對於所述半導體基板的表面傾斜的傾斜面的槽，將所述槽的形狀複製到所述絕緣膜的背面。[0008]另外，其他實施方式的固體拍攝裝置，其特徵在於，具備:半導體基板，其在表面具有按網格狀設置的多個光受光部；光聚光部，其在該半導體基板的背面按每個所述光受光部設置，具有:相對於所述半導體基板的表面平行的平面部以及多個傾斜面，其包圍該平面部並相對於所述半導體基板的表面傾斜；和在所述半導體基板的表面上設置的包括金屬布線的布線層。
[0009]根據上述結構的固體拍攝裝置的製造方法以及固體拍攝裝置，能夠抑制混色且抑制拍攝特性的劣化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是表示第I實施例涉及的固體拍攝裝置的要部的俯視圖。
[0011]圖2是沿圖1的單點劃線X - X，剖切的固體拍攝裝置的剖視圖。
[0012]圖3是用於說明第I實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法的剖視圖。
[0013]圖4是用於說明第I實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法的剖視圖。
[0014]圖5是用於說明第I實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法的剖視圖。
[0015]圖6是用於說明第I實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法的剖視圖。
[0016]圖7是用於說明第I實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法的剖視圖。
[0017]圖8是用於詳細地說明圖7所示的半導體基板的蝕刻工序的圖。
[0018]圖9是用於說明由固體拍攝裝置接受入射光的情況的說明圖，圖9 Ca)是用於說明由第I實施例涉及的固體拍攝裝置接受入射光的情況的說明圖，圖9 (b)是用於說明由半導體基板的背面平坦的現有的固體拍攝裝置接受入射光的情況的說明圖。
[0019]圖10是表示第2實施例涉及的固體拍攝裝置的要部的與圖2相對應的剖視圖。
[0020]圖11是用於說明第2實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法的剖視圖。
[0021]圖12是用於說明第2實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法的剖視圖。
[0022]圖13是用於說明第2實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法的剖視圖。
[0023]圖14是用於說明第2實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法的剖視圖。
[0024]圖15是表示第3實施例涉及的固體拍攝裝置的要部的俯視圖。
[0025]圖16是沿圖15的單點劃線Y - Y，剖切的固體拍攝裝置的剖視圖。
[0026]圖17是用於說明第3實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法的剖視圖。
[0027]圖18是用於說明第3實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法的剖視圖。
[0028]圖19是示意性地表示採用了各實施例涉及的固體拍攝裝置的電子設備的框圖。
【具體實施方式】
[0029]下面，關於實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法以及固體拍攝裝置進行說明。
[0030](第I實施例)
[0031]圖1是表示第I實施例涉及的固體拍攝裝置10的要部的俯視圖。如圖1所示，固體拍攝裝置10具有多個光聚光部11。多個光聚光部11分別包括實質上呈正方形的平面部Ila和包圍該平面部Ila的4處梯形的平面即斜面部lib。各斜面部Ilb設置為，梯形的短邊與構成平面部Ila的邊相接。
[0032]這樣，各自具有平面部Ila以及斜面部Ilb的多個光聚光部11以斜面部Ilb的長邊相互相接的方式排列成網格狀。
[0033]此外，多個光聚光部11如上所述以相互相接的方式設置，但是多個光聚光部11並非必須以相互相接的方式設置，也可以以相互分離的方式設置。即，多個光聚光部11也可以按斜面部Ilb的長邊相互分尚的方式排列成網格狀。
[0034]在各光聚光部11的下方，在與光聚光部11的中央正下方相對應的位置，設置有光受光部12。光受光部12為四邊形區域,其面積小於光聚光部11的平面部Ila的面積。
[0035]這樣的多個光受光部12,與光聚光部11的網格排列相對應地按一定間隔排列成網格狀地設置。
[0036]下面將包括光聚光部11和與該光聚光部11相對應的光受光部12的區域稱為像素。即，本實施例涉及的固體拍攝裝置10為多個像素排列成網格狀的裝置。
[0037]圖2是沿圖1的單點劃線X - X '剖切的固體拍攝裝置10的剖視圖。如圖2所示，各像素中，具有平面部Ila以及多個斜面部Ilb的光聚光部11，例如通過將含矽的半導體基板13的背面(圖2中為半導體基板13的頂面)加工成梯形而設置。
[0038]光聚光部11的平面部Ila為半導體基板13的背面,為相對於半導體基板13的表面(圖2中為半導體基板13的底面)大致平行的面。相對於此，光聚光部11的斜面部Ilb為相對於半導體基板13的表面傾斜的面。斜面部Ilb設置為，使得圖中的虛線A所示的與平面部Ila平行的面與斜面部Ilb所成的角B變為預期的角度。在此，所謂預期的角度為使得入射光的藍色分量不向相鄰像素洩漏而是聚光於本來應該聚光的光受光部12、且入射光的綠色以及紅色分量不到達其他相鄰像素而是聚光於本來應該聚光的光受光部12的角度，例如為10°。
[0039]另外，各像素所具有的光受光部12例如包括向半導體基板13的表面注入雜質離子而設置的光電二極體層。
[0040]在背面有光聚光部11並且表面有光受光部12的半導體基板13的表面上,設置布線層14。布線層14，在內部有多層金屬布線14a，這些金屬布線14a由層間絕緣膜14b覆蓋。此外，各金屬布線14a設置在與光受光部12之間相對應的區域。
[0041]這樣的固體拍攝裝置10為從半導體基板13的背面側入射的光在光聚光部11聚光於光受光部12的、所謂背面照射型的固體拍攝裝置(BSI)。
[0042]關於以上說明了的第I實施例涉及的固體拍攝裝置10的製造方法，下面參照圖3到圖8進行說明。圖3至圖8分別是用於說明第I實施例涉及的固體拍攝裝置10的製造方法的、與圖2相對應的剖視圖。
[0043]首先如圖3所示，例如在厚度W為800 μ m左右的含矽半導體基板13的表面的預定區域，相互以一定間隔按網格狀形成多個光受光部12。光受光部12通過向半導體基板13的表面的預定區域以通常的加速電壓(從700kev到1，OOOkev左右)注入N型的離子而設置。
[0044]此外，省略了圖示，在該工序中，還形成輸送用電晶體等，用於輸送由於在光受光部12接受光而產生的電荷。
[0045]接下來，如圖4所示，在形成了光受光部12和輸送用電晶體等的半導體基板13的表面上，形成布線層14。布線層14，只要通過適當地反覆形成層間絕緣膜14b以及金屬布線14a來設置即可。[0046]接下來，如圖5所示，從背面對半導體基板13進行薄型化。薄型化，只要通過對半導體基板13的背面進行研磨直至例如厚度H變為10 μ m左右來進行即可。
[0047]接下來，如圖6所示，在薄型化了的半導體基板13的背面上，形成多個掩模圖形
15。多個掩模圖形15既可以分別是例如圖形化了的光致抗蝕劑，也可以是同樣圖形化了的熱氧化膜、氣相生長膜等。
[0048]本實施例中，各個掩模圖形15在與半導體基板13的表面平行的截面中的形狀實質上為正方形，各個掩模圖形15在上述截面中的面積比光受光部12在上述截面中的面積大。這樣的多個掩模圖形15在光受光部12的上方以相互隔開間隔LmO的方式,與光受光部12的網格排列相對應地按網格狀排列。
[0049]接下來，如圖7所示，通過對設置有多個掩模圖形15的半導體基板13進行蝕刻，在掩模圖形15間的半導體基板13，設置具有相對於半導體基板13的表面傾斜的傾斜面的槽16、即例如深度D為20nm左右的V狀的槽16。其結果，在半導體基板13的背面，以相互相接的方式設置有多個具有平面部Ila以及多個斜面部Ilb的光聚光部11。
[0050]V狀的槽16,使用相對於半導體基板13具有適當的各向異性的蝕刻液來蝕刻。圖8 (a)、(b)、(C)是按時間序列表示該工序中半導體基板13被蝕刻的情況的圖。在該工序中，半導體基板13採用下述蝕刻液進行溼式蝕刻，該蝕刻液在半導體基板13的深度方向上的蝕刻速度比在半導體基板13的水平方向上的蝕刻速度要適當地快一些。因此，如圖8(a)、(b)、(c)中按時間序列所示那樣，對於從掩模圖形15露出的半導體基板13的背面部分的蝕刻，與水平方向相比在深度方向上較快地進行，最終如圖8 (c)所示，半導體基板13的背面被蝕刻，使得在掩模圖形15之間形成V狀的槽16。
[0051]此外，如果作為半導體基板13採用背面為面的矽基板、作為對矽基板的面具有各向異性的蝕刻液採用例如氫氧化鉀(KOH)而對矽基板進行溼式蝕亥IJ，則以使得與平面部Ila平行的面A和斜面部Ilb所成的角B (圖2)變為55°C的方式形成V狀的槽16。
[0052]以使得與所形成的光聚光部11的平面部Ila平行的面A (圖2)和斜面部Ilb所成的角B (圖2)變為預期的角度(例如10° )的方式，選定蝕刻液的組分等蝕刻條件進行這樣的蝕刻。
[0053]最後，通過將蝕刻之際使用了的掩模圖形15去除，製造圖1、圖2所示的固體拍攝裝置10。
[0054]圖9 (a)是用於說明由經過以上說明了的製造工序製造的固體拍攝裝置10接受入射光的情況的說明圖。如圖9 (a)所示，如果入射光入射到光聚光部11，則入射到平面部Ila的光LI在半導體基板13內部沿相對於平面部Ila垂直的方向行進，另外，入射到光聚光部11的斜面部Ilb的光L2在斜面部Ilb折射並朝向光受光部12的中心方向在半導體基板13內部行進。如果入射光L1、L2這樣入射到光聚光部11，則光聚光部11將入射光L1、L2朝向光受光部12的中心方向聚光。因此，入射光L1、L2在半導體基板13內的狹小區域S中被進行光電轉換而在該狹小區域S內產生電荷17。
[0055]圖9 (b)是用於說明由半導體基板的背面平坦的現有固體拍攝裝置接受入射光的情況的說明圖。在以下的說明中，將與本實施例涉及的固體拍攝裝置的平面部相對應的區域稱為像素的中央部分，將與斜面部相對應的區域稱為像素的周邊部分。[0056]如圖9 (b)所示，如果入射光入射到背面平坦的半導體基板113，則入射到像素的中央部分的光LI'在半導體基板113內部沿相對於半導體基板113的背面垂直的方向行進。但是，入射到像素的周邊部分的光L2'也在半導體基板113內部沿相對於半導體基板113的背面垂直的方向行進。這樣，即使入射光LI'、L2'入射到半導體基板113，特別是入射到像素的周邊部分的光L2'也不會向光受光部112的中心方向聚光。因此，入射光LI'、L2'在半導體基板113內的廣闊的區域S'(>區域S (圖9 (a))被進行光電轉換，在該廣闊的區域V內產生電荷117。
[0057]根據圖9 Ca)以及圖9 (b)可知，如果入射光L1、L2入射到本實施例涉及的固體拍攝裝置10，則入射光L1、L2在光聚光部11朝向光受光部12的中心方向聚光。因此，與入射光LI'、L2'入射到半導體基板113的背面平坦的現有的固體拍攝裝置的情況相比較，能夠使入射光L1、L2在狹小的區域S內進行光電轉換而產生電荷。其結果，與現有的固體拍攝裝置相比較，能夠使電荷17在比以往靠近光聚光部11附近的位置產生，所以能夠抑制電荷17到達其他相鄰的像素的光受光部12的情況，抑制混色。
[0058]此外，根據本實施例涉及的固體拍攝裝置，與現有的固體拍攝裝置相比較，特別是入射到斜面部Ilb (像素的周邊部分)的入射光L2的藍色分量的混色被抑制。
[0059]如以上所說明的那樣，根據本實施例，能夠製造下述固體拍攝裝置:不從半導體基板13的表面向背面方向較深地形成光受光部12就能夠抑制混色。因此，能夠提供能抑制混色並且能抑制白斑不良的發生、晶體缺陷密度的增加、像素等的電位偏差的發生的固體拍攝裝置的製造方法以及固體拍攝裝置。
[0060]進而，根據本實施例，不使半導體基板13在高溫下熔融，通過蝕刻在半導體基板13的背面設置光聚光部11。因此，能夠提供能抑制混色並且能夠抑制半導體基板13的翹曲、變形的發生、半導體基板13被雜質汙染、電晶體等的元件特性和/或金屬布線14a的電特性的變化的固體拍攝裝置的製造方法以及固體拍攝裝置。
[0061]S卩，根據本實施例，能提供能抑制混色且抑制拍攝特性的劣化的固體拍攝裝置的製造方法以及固體拍攝裝置。
[0062](第2實施例)
[0063]圖10是第2實施例涉及的固體拍攝裝置20的剖視圖。圖10所示的固體拍攝裝置20，與第I實施例涉及的固體拍攝裝置10相比較，在光聚光部21設置於絕緣膜28、該絕緣膜28設置在半導體基板23的背面上這一點上不同。此外，關於其他結構因為與第I實施例涉及的固體拍攝裝置10相同，所以省略說明。
[0064]S卩，第2實施例涉及的固體拍攝裝置20中，半導體基板23的背面變得平坦，在這樣的半導體基板23的背面上設置有入射光能夠透射的絕緣膜28。絕緣膜28例如包括Si02、
Si3N4 等。
[0065]具有平面部21a以及斜面部21b的光聚光部21，在該絕緣膜28的背面(圖10中的頂面)，與第I實施例涉及的固體拍攝裝置10中設置的光聚光部11同樣地設置。
[0066]該固體拍攝裝置20如下這樣製造。圖11到圖15分別是用於說明第2實施例涉及的固體拍攝裝置20的製造方法的固體拍攝裝置的剖視圖。
[0067]首先，與第I實施例涉及的固體拍攝裝置10的製造方法同樣地，如圖3到圖5所示，在半導體基板23的表面形成受光部12等並且在半導體基板23的表面上形成布線層14，將該半導體基板23薄型化。
[0068]之後，如圖11所示，在薄型化了的半導體基板23的背面上，例如通過CVD法來堆積包括SiO2、Si3N4等的絕緣膜28。
[0069]接下來，如圖12所示，在絕緣膜28的背面(圖12中的頂面)上均勻地塗敷光致抗蝕劑膜29。光致抗蝕劑膜29包括具有與絕緣膜28相等的蝕刻速度的材料。
[0070]接著，在光致抗蝕劑膜29的背面(圖12中的頂面)上配置用於對該光致抗蝕劑膜29的預定位置進行曝光的掩模25。之後，使用曝光裝置經由該掩模25對光致抗蝕劑29進行曝光。
[0071]掩模25是下述掩模:在曝光光能夠透射的玻璃基板等透明基板25c的表面上，將遮擋曝光光的多個第I掩模圖形25a以使得其按曝光裝置的解析度界限以上的間隔相互分離的方式按網格狀排列，將設置有各個第I掩模圖形25a的區域作為非透射區域NT。
[0072]進而，掩模25是將多個第I掩模圖形25a之間(非透射區域NT之間)作為透射區域T、以使得越靠近透射區域T的中央則曝光光的透射率就越高的方式進行了調節的掩模。
[0073]這樣的掩模25,例如通過在多個第I掩模圖形25a之間將多個第2掩模圖形25b以使得其以低於曝光裝置的解析度界限的間隔相互分離的方式配置來實現，所述第2掩模圖形25b為大小(面積)比第I掩模圖形25a小)且適當調整了大小(面積)以及排列密度的掩模圖形。
[0074]S卩，在透射區域T中，多個第2掩模圖形25b的大小(面積)，以使得配置在越靠透射區域T的中央的圖形越小的方式被調整。進而，在透射區域T中，多個第2掩模圖形25b的排列密度，以使得越靠透射區域T的中央越稀疏的方式被調整。
[0075]在圖12所示的曝光工序中，以使得各個第I掩模圖形25a配置在光受光部12的上方的方式調整了掩模25的位置後，用曝光裝置經由該掩模25對光致抗蝕劑29進行曝光。
[0076]其結果，曝光光實質上沒有照射到非透射區域NT的正下方的光致抗蝕劑29。另夕卜，曝光光照射到透射區域T的正下方的光致抗蝕劑29，在透射區域T的正下方的光致抗蝕劑29中、與越靠透射區域T的中央的部分相對應的區域被照射的曝光光越多。
[0077]在用這樣的掩模25對光致抗蝕劑膜29進行曝光了後，如果對曝光了的光致抗蝕劑膜29進行顯影，則曝光了的部分與曝光量相應地被去除。因此，如果對曝光了的光致抗蝕劑膜29進行顯影，則如圖13所示，在光致抗蝕劑膜29的背面設置V狀的槽26，在光致抗蝕劑膜29的背面形成光聚光部21的母模21,。
[0078]在去除了掩模25後，如圖14所示，通過蝕刻將光致抗蝕劑膜29去除直至設置有光聚光部21的母模21'的光致抗蝕劑膜29整體消失為止，將光聚光部21的母模21/的形狀複製到絕緣膜28的背面。在該工序中，光致抗蝕劑膜29與絕緣膜28，彼此的蝕刻速度相等，所以光聚光部21的母模21'的形狀，沒有變化地複製到絕緣膜28的背面。
[0079]由此，製造在絕緣膜28的背面按網格狀形成有具有平面部21a以及斜面部21b的多個光聚光部21的圖10所示的固體拍攝裝置20。
[0080]在這樣製造的固體拍攝裝置20中，在光聚光部21，也將入射光向光受光部12的中心方向聚光。因此，抑制了混色。
[0081]即使在以上說明了的第2實施例中，也能夠製造:不從半導體基板23的表面向背面方向較深地形成光受光部12、就能夠抑制混色的固體拍攝裝置。因此，能夠提供:能抑制混色並且能抑制白斑不良的發生、晶體缺陷密度的增加、像素等的電位偏差的發生的固體拍攝裝置的製造方法以及固體拍攝裝置。
[0082]進而，根據本實施例，不使半導體基板23在高溫下熔融，而通過蝕刻在絕緣膜28的背面設置光聚光部21。因此，能夠提供:能抑制混色並且能抑制半導體基板23的翹曲、變形的發生、半導體基板23被雜質汙染、電晶體等的元件特性和/或金屬布線14a的電特性的變化的固體拍攝裝置的製造方法以及固體拍攝裝置。
[0083]S卩，根據本實施例，能夠提供能夠抑制混色且抑制拍攝特性的劣化的固體拍攝裝置的製造方法、以及固體拍攝裝置。
[0084]此外，本實施例涉及的固體拍攝裝置20的製造方法，即使在作為絕緣膜28應用了難以謀求蝕刻的各向異性的CVD膜的情況下，也能夠在這樣的絕緣膜28形成光聚光部21。
[0085](第3實施例)
[0086]圖15是表示第3實施例涉及的固體拍攝裝置30的要部的俯視圖，圖16是沿圖15的單點劃線Y - Y '剖切了的固體拍攝裝置30的剖視圖。
[0087]圖15以及圖16所示的固體拍攝裝置30，與第I實施例涉及的固體拍攝裝置10相比較，固體拍攝裝置30的中央部分30a的光聚光部11構成相同，但是周邊部分30b的光聚光部31的位置不同。此外，關於其他結構與第I實施例涉及的固體拍攝裝置10相同，所以省略說明。
[0088]S卩，在第I實施例涉及的固體拍攝裝置10中，全部的光聚光部11設置成相互相接(圖1)。相對於此，在第3實施例涉及的固體拍攝裝置30中，在中央部分30a設置的光聚光部11相互相接地設置，但是在周邊部分30b設置的光聚光部31相互分離地設置。
[0089]進而，周邊部分30b的多個光聚光部31設置為，越靠近半導體基板13的外側區域則彼此的間隔Lcl、Lc2、Lc3越寬。
[0090]此外，周邊部分30b的光聚光部31的各個，與中央部分30a的光聚光部11的形狀相同，具有平面部31a以及斜面部31b。
[0091]相對於此，光受光部12，無論在中央部分30a還是在周邊部分30b，都與第I實施例涉及的固體拍攝裝置同樣地，以相互大致相等的間隔Lp按網格狀排列形成。
[0092]因此，在第3實施例涉及的固體拍攝裝置30的周邊部分30b，在從光聚光部31觀察的情況下，越靠近半導體基板13的外側，相對應的光受光部12的位置設置于越向半導體基板13的中心方向偏離的位置。
[0093]該固體拍攝裝置30如下這樣製造。圖17以及圖18分別為用於說明第3實施例涉及的固體拍攝裝置30的製造方法的固體拍攝裝置的剖視圖。
[0094]首先，與第I實施例涉及的固體拍攝裝置10的製造方法同樣地，如圖3到圖5所示，在半導體基板13的表面形成光受光部12等並且在半導體基板13的表面上形成布線層14，將該半導體基板13薄型化。
[0095]之後，如圖17所示，在薄型化了的半導體基板13的背面上的預定位置形成多個掩模圖形35。各掩模圖形35是與在第I實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法所使用的掩模圖形15相同的圖形。
[0096]中央部分30a處的各掩模圖形35，與第I實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法同樣地，在光受光部12的上方以相互按一定間隔LmO分離的方式,與光受光部12的網格排列相對應地按網格狀排列。
[0097]相對於此，周邊部分30b處的多個掩模圖形35設置為，越朝向半導體基板13的外側，它們的間隔變為Lml、Lm2、Lm3這樣越來越寬的間隔。
[0098]接著，如圖18所示，通過對設置有多個掩模圖形35的半導體基板13進行蝕刻，在掩模圖形35之間的半導體基板13設置槽16、36。
[0099]在中央部分30a設置的槽16，與第I實施例涉及的固體拍攝裝置的製造方法同樣地設置為V狀，但在周邊部分30b設置的槽36設置為梯形。這是因為，在周邊部分30b設置的掩模圖形35的間隔Lml、Lm2、Lm3比在中央部分30a設置的掩模圖形35的間隔LmO寬。這樣一來，在中央部分30a設置相互相接的多個光聚光部11，在周邊部分30b設置越向半導體基板13的外側則按越寬的間隔相互分離的多個光聚光部31。
[0100]最後去除掩模圖形35，製造圖15以及圖16所示的固體拍攝裝置30。
[0101]即使在以上說明了的第3實施例中，也能夠製造不從半導體基板13的表面向背面方向較深地形成光受光部12就能夠抑制混色的固體拍攝裝置。因此，能夠提供能抑制混色並且能夠抑制白斑不良的發生、晶體缺陷密度的增加、像素等的電位偏差的發生的固體拍攝裝置的製造方法、以及固體拍攝裝置。
[0102]進而，根據本實施例，不使半導體基板13在高溫下熔融，通過蝕刻在半導體基板13的背面設置光聚光部11、31。因此，能夠提供能抑制混色並且能抑制半導體基板13的翹曲、變形的發生、半導體基板13被雜質汙染、電晶體等的元件特性和/或金屬布線14a的電特性的變化的固體拍攝裝置的製造方法、以及固體拍攝裝置。
[0103]S卩，根據本實施例，能夠提供能抑制混色且抑制拍攝特性的劣化的固體拍攝裝置的製造方法、以及固體拍攝裝置。
[0104]進而，根據第3實施例涉及的固體拍攝裝置30，在中央部分30a中多個光聚光部11設置為相互相接，在周邊部分30b中多個光聚光部31設置為，越朝向半導體基板13的外側以越寬的間隔相互分離。因此，通過將這樣的固體拍攝裝置30搭載到相機模塊中，能夠提高相機模塊的靈敏度。
[0105]即，例如在將固體拍攝裝置30應用於相機模塊的情況下，來自相機模塊的透鏡中央部的入射光入射到固體拍攝裝置30的中央部分30a。因此，在固體拍攝裝置30的中央部分30a，入射光大致垂直地入射，入射光在光聚光部11的中央正下方聚光。但是，來自透鏡周邊部的入射光從固體拍攝裝置30的外側方向傾斜地入射到固體拍攝裝置30的周邊部分30b。因此，從光聚光部31的中央正下方來看，從傾斜方向入射的光在向固體拍攝裝置30的內側偏移的位置聚光。
[0106]根據本實施例涉及的固體拍攝裝置30，與入射光的入射角相應地，在從光聚光部
11、31觀察入射光聚光的位置設置有光受光部12。S卩，中央部分30a的光受光部12設置於光聚光部11的中央正下方，相對於此，從光聚光部31的中央正下方觀察，周邊部分30b的光受光部12設置在向裝置的內側偏離的位置。因此，經由相機模塊的透鏡入射的入射光不僅在中央部分30a還在周邊部分30b聚光於光受光部12。因此，通過將本實施例涉及的固體拍攝裝置30搭載於相機模塊，能夠提高相機模塊的靈敏度。
[0107]以上說明了的各實施例涉及的固體拍攝裝置10、20、30，例如在數字相機、便攜電話機等電子設備40中搭載的相機模塊41中搭載。圖20是示意性地示出搭載了相機模塊41的電子設備40的框圖，該相機模塊41搭載有各實施例涉及的固體拍攝裝置10、20、30的任一種。
[0108]電子設備40除了相機模塊41外，還具有存儲從相機模塊41輸出的信號的存儲部42、以及顯示基於從相機模塊41輸出的信號的圖像的顯示部43。
[0109]在該電子設備40中，在相機模塊41的透鏡41a聚光了的光，在固體拍攝元件10、20,30的像素部41b受光。這樣，像素部41b將與受光的光相應的電壓信號輸出到固體拍攝元件10、20、30的邏輯電路部41c。邏輯電路部41c對獲取到的電壓信號進行預期的信號處理並向存儲部42或顯示部43輸出。顯示部43從邏輯電路部41c或存儲部42獲取用邏輯電路部41c進行了信號處理的信號，顯示基於獲取到的信號的圖像。
[0110]這樣，如果將本實施例涉及的固體拍攝裝置10、20、30的任一搭載於電子設備40，則電子設備40能夠使顯示部42顯示高品質的圖像。特別是，如果將搭載了固體拍攝裝置30的相機模塊41搭載到電子設備40上，則電子設備40能夠使顯示部42顯示更高品質的圖像。
[0111]說明了本發明的幾個實施方式，但是這些實施方式是作為例子提出的，不用於限定發明的範圍。這些新實施方式，能夠以其他各種各樣的方式來實施，能夠在不脫離發明的主旨的範圍內進行各種各樣的省略、置換、變更。這些實施方式和/或其變形，包括在發明的範圍和/或主旨內，並且包括在技術方案所記載的發明及其等同範圍內。
【權利要求】
1.一種固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 將在表面按網格狀具有多個光受光部且在表面上具有包括金屬布線的布線層的半導體基板薄型化， 在薄型化了的所述半導體基板的背面上按網格狀排列形成多個掩模圖形， 通過具有各向異性的蝕刻特性的蝕刻液對所述掩模圖形之間的所述半導體基板進行蝕刻，從而在所述半導體基板的背面形成具有相對於所述半導體基板的表面傾斜的傾斜面的槽。
2.根據權利要求1所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 通過在所述半導體基板的背面形成所述槽，在所述半導體基板的背面形成多個光聚光部，該光聚光部具有:相對於所述半導體基板的表面平行的平面部；以及包圍該平面部並相對於所述半導體基板的表面傾斜的多個所述傾斜面。
3.根據權利要求1所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 所述半導體基板是背面為面的矽基板， 所述蝕刻液是相對於所述矽基板的所述面具有各向異性的蝕刻液。
4.根據權利要求1所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 所述光受光部以按一定間隔相互分離的方式設置， 所述多個掩模圖形以按一定間隔相互分離的方式排列。
5.根據權利要求4所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 所述多個掩模圖形之間的所述槽為V狀槽。
6.根據權利要求1所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 所述光受光部以按一定間隔相互分離的方式設置， 在所述半導體基板的中央部分排列的所述多個掩模圖形，以按一定間隔相互分離的方式排列， 在所述半導體基板的周邊部分排列的所述多個掩模圖形，以越往所述半導體基板的外側則它們的間隔越寬的方式排列。
7.根據權利要求6所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 在所述半導體基板的中央部分排列的所述多個掩模圖形之間的所述槽為V狀槽， 在所述半導體基板的周邊部分排列的所述多個掩模圖形之間的所述槽為梯形的槽。
8.—種固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 將在表面按網格狀具有多個光受光部且在表面上具有包括金屬布線的布線層的半導體基板薄型化， 在薄型化了的所述半導體基板的所述背面上形成絕緣膜， 在所述絕緣膜的背面上形成光致抗蝕劑膜， 採用掩模對所述光致抗蝕劑膜的背面進行曝光，該掩模具有:多個非透射區域，其與所述光受光部的排列相應地按網格狀設置；以及透射區域，其處於這些非透射區域之間並以使得越靠近所述非透射區域之間的中央則光的透射率越高的方式進行了調整， 通過對所曝光了的所述光致抗蝕劑膜進行顯影，在所述光致抗蝕劑膜的背面，形成具有相對於所述半導體基板的表面傾斜的傾斜面的槽， 將所述槽的形狀複製到所述絕緣膜的背面。
9.根據權利要求8所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 通過將所述槽的形狀複製到所述絕緣膜的背面，在所述絕緣膜的背面形成多個光聚光部，所述光聚光部具有:相對於所述半導體基板的表面平行的平面部；以及包圍該平面部並相對於所述半導體基板的表面傾斜的多個所述傾斜面。
10.根據權利要求8所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 所述光致抗蝕劑膜具有與所述絕緣膜相同的蝕刻速度。
11.根據權利要求8所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 所述掩模的所述非透射區域包括遮擋所述光的第I掩模圖形，並且所述掩模的所述透射區域包括多個第2掩模圖形，該多個第2掩模圖形分別具有比所述第I掩模圖形小的面積， 所述多個第2掩模圖形，以使得越靠近所述透射區域的中央則光的透射率越高的方式調整了面積以及排列密度地設置。
12.根據權利要求11所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 所述光受光部以按一定間隔相互分離的方式設置， 所述多個第I掩模圖形以按一定間隔相互分離的方式排列。
13.根據權利要求1 2所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 所述多個第I掩模圖形之間的所述槽為V狀的槽。
14.根據權利要求8所述的固體拍攝裝置的製造方法，其特徵在於， 所述絕緣膜為採用CVD法形成的SiO2膜或Si3N4膜。
15.一種固體拍攝裝置，其特徵在於，具備: 半導體基板，其在表面具有按網格狀設置的多個光受光部； 光聚光部，其在該半導體基板的背面按每個所述光受光部設置，具有:相對於所述半導體基板的表面平行的平面部；以及多個傾斜面，其包圍該平面部並相對於所述半導體基板的表面傾斜；和 在所述半導體基板的表面上設置的包括金屬布線的布線層。
16.根據權利要求15所述的固體拍攝裝置，其特徵在於， 所述平面部在與所述半導體基板的表面平行的截面處的形狀實質上為正方形， 所述平面部在與所述半導體基板的表面平行的截面處的面積，比所述光受光部在與所述半導體基板的表面平行的截面處的面積寬。
17.根據權利要求15所述的固體拍攝裝置，其特徵在於， 所述光受光部以按一定間隔相互分離的方式設置， 多個所述光聚光部以相互相接的方式設置。
18.根據權利要求15所述的固體拍攝裝置，其特徵在於， 所述光受光部以按一定間隔相互分離的方式設置， 在所述半導體基板的中央部分設置的多個所述光聚光部，以相互相接的方式設置，在所述半導體基板的周邊部分設置的多個所述光聚光部，以越向所述半導體基板的外側則它們的間隔變得越寬的方式設置。
【文檔編號】H01L27/148GK103811505SQ201310205494
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年5月29日 優先權日:2012年11月6日
【發明者】齋藤淳 申請人:株式會社 東芝