(57)【要約】      （修正有）【課題】可視光および紫外光を１つの画素内で検出する固体撮像素子において解像度を向上させる。【解決手段】固体撮像素子において、第１フォトダイオード４１および第２のフォトダイオード４２は、入射された光についてそれぞれ光電変換を行う。第１の蓄積部４３は、第１のフォトダイオードにより光電変換された電荷を蓄積する。第２の蓄積部４４は、半導体基板４０の一方の面に配されて、第２のフォトダイオードにより光電変換された電荷を蓄積する。導電体４６は、第２の蓄積部に接続して、第２の蓄積部に蓄積された電荷を半導体基板の他方の面に転送する。【選択図】図１
2020038910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光電変換素子と、
前記第１の光電変換素子により光電変換された電荷を蓄積する第１の蓄積部と、
第２の光電変換素子と、
基板の一方の面に配されて前記第２の光電変換素子により光電変換された電荷を蓄積する第２の蓄積部と、
前記第２の蓄積部に接続して前記第２の蓄積部に蓄積された電荷を前記基板の他方の面に転送する接続部と
を具備する固体撮像素子。
【請求項２】
前記基板の前記一方の面から光が入射され、
前記第１の光電変換素子は、可視光領域の光を光電変換し、
前記第２の光電変換素子は、紫外光領域の光を光電変換する
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記基板はシリコン基板であり、
前記第２の光電変換素子は、前記基板の前記一方の面の表面から４０ナノメートルまでの深さの領域に形成される
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記第１の光電変換素子は、前記基板の前記他方の面の表面の領域に形成される
請求項３記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記接続部は、前記基板を貫通する導電体である
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記導電体は、少なくともタングステンを含んで形成される
請求項５記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記第２の蓄積部の表面にハフニウム膜をさらに具備する請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記第１の蓄積部と前記第２の蓄積部との間にポテンシャル障壁をさらに具備する請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記第１の光電変換素子は、互いに異なる複数の色の光を光電変換し、
前記第１の蓄積部は、前記光電変換された電荷を前記基板の貫通方向において色毎に蓄積する
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
前記第２の光電変換素子は、左右に分割されてそれぞれ光電変換を行い、
前記第２の蓄積部は、前記左右に分割された前記第２の光電変換素子の各々に対応して分割されて電荷を蓄積する
請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
固体撮像素子が搭載された電子装置において、
前記固体撮像素子は、
第１の光電変換素子と、
前記第１の光電変換素子により光電変換された電荷を蓄積する第１の蓄積部と、
第２の光電変換素子と、
基板の一方の面に配されて前記第２の光電変換素子により光電変換された電荷を蓄積する第２の蓄積部と、
前記第２の蓄積部に接続して前記第２の蓄積部に蓄積された電荷を前記基板の他方の面に転送する接続部と
を備える
電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像素子に関する。詳しくは、被写体からの光を光電変換する固体撮像素子、および、電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像素子において、可視光だけでなく紫外光についても検出する機能を備えるものが知られている。例えば、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）構造の半導体基板に、紫外線感光素子と可視光感光素子とを形成して、１チップ化する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７０６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、シリコン基板上に可視光感光素子および紫外線感光素子の両者を形成している。しかしながら、この従来技術では、紫外光と可視光のそれぞれを検出するために、それぞれの光検出領域を平面的に別々に割り当てる構造であるため、解像度の低下を招くという問題がある。また、ベイヤ配列が不可能な構成となるため、解像感の低下に加えて、色補間処理が困難になるという問題がある。
【０００５】
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、可視光および紫外光を検出する固体撮像素子において解像度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、第１の光電変換素子と、上記第１の光電変換素子により光電変換された電荷を蓄積する第１の蓄積部と、第２の光電変換素子と、基板の一方の面に配されて上記第２の光電変換素子により光電変換された電荷を蓄積する第２の蓄積部と、上記第２の蓄積部に接続して上記第２の蓄積部に蓄積された電荷を上記基板の他方の面に転送する接続部とを具備する固体撮像素子および電子装置である。これにより、基板の両面において個別に光電変換を行うという作用をもたらす。
【０００７】
また、この第１の側面において、上記基板の一方の面から光が入射され、上記第１の光電変換素子は、可視光領域の光を光電変換し、上記第２の光電変換素子は、紫外光領域の光を光電変換するようにしてもよい。これにより、可視光と紫外光とを１つの画素において光電変換するという作用をもたらす。
【０００８】
また、この第１の側面において、上記基板はシリコン基板であり、上記第２の光電変換素子は、上記基板の一方の面の表面から４０ナノメートルまでの深さの領域に形成されるようにしてもよい。この場合において、上記第１の光電変換素子は、上記基板の他方の面の表面の領域に形成される。
【０００９】
また、この第１の側面において、上記接続部は、上記基板を貫通する導電体であってもよい。これにより、第２の蓄積部に蓄積された電荷を、基板を貫通して他方の面に転送するという作用をもたらす。なお、この導電体は、少なくともタングステンを含んで形成されてもよい。
【００１０】
また、この第１の側面において、上記第２の蓄積部の表面にハフニウム膜をさらに具備してもよい。これにより、反射を防止し、暗電流を抑制するという作用をもたらす。
【００１１】
また、この第１の側面において、上記第１の蓄積部と上記第２の蓄積部との間にポテンシャル障壁をさらに具備してもよい。これにより、異なる波長の光の電荷を切り分けるという作用をもたらす。
【００１２】
また、この第１の側面において、上記第１の光電変換素子は、互いに異なる複数の色の光を光電変換し、上記第１の蓄積部は、上記光電変換された電荷を上記基板の貫通方向において色毎に蓄積するようにしてもよい。これにより、色別カラーフィルタを不要にするという作用をもたらす。
【００１３】
また、この第１の側面において、上記第２の光電変換素子は、左右に分割されてそれぞれ光電変換を行い、上記第２の蓄積部は、左右に分割された上記第２の光電変換素子の各々に対応して分割されて電荷を蓄積するようにしてもよい。これにより、左右に分割された第２の光電変換素子による電荷に基づいて位相差を検出してオートフォーカスを行うという作用をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の断面の概要例を示す図である。
【図２】本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の等価回路の例を示す図である。
【図３】本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の動作タイミングの一例を示す図である。
【図４】本技術の第２の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の断面の概要例を示す図である。
【図５】本技術の第３の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の断面の概要例を示す図である。
【図６】本技術の第４の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の断面の概要例を示す図である。
【図７】本技術の第４の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の等価回路の例を示す図である。
【図８】本技術の第５の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の断面の概要例を示す図である。
【図９】本技術の第５の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の等価回路の例を示す図である。
【図１０】本技術の実施の形態における固体撮像素子の製造工程の例を示す図の前半である。
【図１１】本技術の実施の形態における固体撮像素子の製造工程の例を示す図の後半である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（裏面側に紫外光検出用フォトダイオードを設けた例）
２．第２の実施の形態（裏面側の表面にハフニウム膜を堆積させた例）
３．第３の実施の形態（紫外光検出用フォトダイオードの直下にポテンシャル障壁を設けた例）
４．第４の実施の形態（可視光検出用フォトダイオードをシリコン内縦分光構造とした例）
５．第５の実施の形態（紫外光信号を利用して位相差検出を行う例）
６．製造方法
【００１６】
＜１．第１の実施の形態＞
［固体撮像素子］
図１は、本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の断面の概要例を示す図である。
【００１７】
ここでは、一例として、裏面照射型の固体撮像素子を想定する。すなわち、被写体からの光は裏面側（図における下側）から入射する。この固体撮像素子には、半導体基板４０上に裏面側から、オンチップレンズ１０、カラーフィルタ２０、および、絶縁膜３０が形成される。カラーフィルタ２０の色は、紫外光および可視光領域を透過するものであればよい。例えば、クリア（白色）フィルタであってもよく、また、緑色、赤色、青色、補色などであってもよい。
【００１８】
これらを介して半導体基板４０の裏面から入射した入射光は、半導体基板４０内のフォトダイオード（Photo Diode：ＰＤ）によって受光される。フォトダイオードは入射光に応じた電荷を発生する。半導体基板４０は、表面側に可視光を光電変換するフォトダイオード４１を備え、裏面側に紫外光を光電変換するフォトダイオード４２を備える。フォトダイオード４１および４２は、Ｐ−型のウェル４９により緩やかに分離される。特に波長４００ｎｍ（青色）以降の光電荷は、このポテンシャル勾配によりフォトダイオード４１へと移動する。なお、フォトダイオード４１は、特許請求の範囲に記載の第１の光電変換素子の一例であり、フォトダイオード４２は、特許請求の範囲に記載の第２の光電変換素子の一例である。
【００１９】
半導体基板４０は、例えば、Ｐ型シリコン基板である。フォトダイオード４１は、Ｐ型シリコン基板に形成されたＮ＋領域と、そのＮ＋領域に拡散または埋込みにより形成されたＰ＋＋領域とを備える。フォトダイオード４１によって光電変換された電荷は、転送ゲート１３によって蓄積部４３に転送され、蓄積される。この蓄積部４３は、Ｎ＋＋領域として形成される。なお、蓄積部４３は、特許請求の範囲に記載の第１の蓄積部の一例である。
【００２０】
また、フォトダイオード４２は、Ｐ型シリコン基板に形成されたＮ−領域を備える。フォトダイオード４２によって光電変換された電荷は、蓄積部４４に蓄積される。この蓄積部４４は、Ｎ＋＋領域として形成される。なお、蓄積部４４は、特許請求の範囲に記載の第２の蓄積部の一例である。
【００２１】
ここで、波長４００ｎｍまでの紫外光のシリコンに対する吸収率は、シリコンの深さ０乃至４０ｎｍの領域で略１００％となる。したがって、裏面側に配される紫外光検出用のフォトダイオード４２は、空乏化する領域が半導体基板４０の裏面側から深さ４０ｎｍ程度までの領域にあることが好ましい。
【００２２】
蓄積部４４に蓄積された電荷は、導電体４６を介して表面側の配線４７に転送される。導電体４６は、蓄積部４４に接続して半導体基板４０を貫通する導電性の部材である。この導電体４６は、暗電流防止のためのピニング領域４５（Ｐ＋＋）に囲まれた貫通電極の中心部分に形成される。この導電体４６としては、例えば、タングステン（Ｗ）などの金属材料を採用することができる。なお、導電体４６は、特許請求の範囲に記載の接続部の一例である。
【００２３】
このような構造により、１つの画素において、半導体基板４０の裏面側に配されるフォトダイオード４２により紫外光を検出し、表面側に配されるフォトダイオード４１により可視光を検出することができる。そして、光電変換された電荷は、転送ゲート１３および導電体４６を介して、半導体基板４０の表面側の回路に転送される。
【００２４】
［等価回路］
図２は、本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の等価回路の例を示す図である。
【００２５】
この画素は、可視光フォトダイオード１１０と、紫外光フォトダイオード１２０と、転送トランジスタ１３０と、リセットトランジスタ１４０と、増幅トランジスタ１５１および１５２と、選択トランジスタ１６１および１６２とを備える。
【００２６】
また、画素に対して、行方向に転送信号線ＴＲＸ、リセット信号線ＲＳＴおよび選択信号線ＳＥＬの３本の信号線が設けられ、列方向に可視光の垂直信号線１９１および紫外光の垂直信号線１９２が設けられる。また、リセットトランジスタ１４０および増幅トランジスタ１５１および１５２のドレイン側には電源電圧Ｖｄｄが供給される。
【００２７】
可視光フォトダイオード１１０は上述のフォトダイオード４１に対応するものであり、紫外光フォトダイオード１２０は上述のフォトダイオード４２に対応するものである。これらフォトダイオード１１０および１２０のアノードは接地される。
【００２８】
転送トランジスタ１３０は、可視光フォトダイオード１１０において光電変換された電荷を転送するトランジスタである。この転送トランジスタ１３０は、可視光フォトダイオード１１０のカソードと、フローティングディフュージョン領域ＦＤ（Floating Diffusion）との間に設けられる。この転送トランジスタ１３０は、そのゲートに垂直駆動回路から転送信号線を介してハイレベルの信号が入力された際にオン状態となり、可視光フォトダイオード１１０において光電変換された電荷をフローティングディフュージョン領域ＦＤに転送する。
【００２９】
フローティングディフュージョン領域ＦＤは、光電変換された電荷を電圧信号に変換する拡散層領域である。このフローティングディフュージョン領域ＦＤの電圧信号は、リセットトランジスタ１４０のドレインおよび増幅トランジスタ１５１および１５２のゲートに接続される。フローティングディフュージョン領域ＦＤは、上述の蓄積部４３および４４に対応するものである。
【００３０】
リセットトランジスタ１４０は、フローティングディフュージョン領域ＦＤの電圧をリセットするためのトランジスタである。このリセットトランジスタ１４０は、電源電圧Ｖｄｄとフローティングディフュージョン領域ＦＤとの間に設けられる。このリセットトランジスタ１４０は、そのゲートに垂直駆動回路からリセット信号線にハイレベルの信号が入力された際にオン状態となり、フローティングディフュージョン領域ＦＤの電位を電源電圧Ｖｄｄにリセットする。
【００３１】
増幅トランジスタ１５１および１５２は、フローティングディフュージョン領域ＦＤの電圧信号を増幅するトランジスタである。この増幅トランジスタ１５１および１５２は、フローティングディフュージョン領域ＦＤの電圧信号を増幅し、その増幅信号を画素信号として、それぞれ選択トランジスタ１６１および１６２に出力する。
【００３２】
選択トランジスタ１６１および１６２は、この画素を選択するためのトランジスタである。この選択トランジスタ１６１および１６２は、増幅トランジスタ１５１および１５２と垂直信号線１９１および１９２との間に設けられる。この選択トランジスタ１６１および１６２は、そのゲートに垂直駆動回路から選択信号線にハイレベルの信号が入力された際にオン状態となり、増幅トランジスタ１５１および１５２で増幅された電圧信号を、対応する垂直信号線１９１および１９２に出力する。
【００３３】
［動作］
図３は、本技術の第１の実施の形態における固体撮像素子の動作タイミングの一例を示す図である。
【００３４】
まず、リセット信号線ＲＳＴおよび転送信号線ＴＲＸがアサートされ、これにより可視光フォトダイオード１１０および紫外光フォトダイオード１２０の電荷がリセットされる。
【００３５】
露光中に光電変換された電荷は、可視光フォトダイオード１１０および紫外光フォトダイオード１２０にそれぞれ蓄積される。可視光フォトダイオード１１０にはシリコン吸収率に従って可視光領域の光が蓄積され、紫外光フォトダイオード１２０には紫外光領域の光が蓄積される。
【００３６】
そして、露光期間が経過すると、選択信号線ＳＥＬがアサートされ、画素が選択される。これにより、最初に紫外光フォトダイオード１２０に蓄積された紫外光の電荷が増幅トランジスタ１５２に供給され、紫外光信号が垂直信号線１９２に出力される。
【００３７】
その後、リセット信号線ＲＳＴがアサートされ、これにより可視光および紫外光がリセットされ、続いて可視光フォトダイオード１１０によって可視光が検出される。そして、転送信号線ＴＲＸがアサートされると、可視光の電荷が増幅トランジスタ１５１に供給され、可視光信号が垂直信号線１９１に出力される。
【００３８】
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、１つの画素において、半導体基板４０の裏面側に配されるフォトダイオード４２により紫外光を検出し、表面側に配されるフォトダイオード４１により可視光を検出することができる。裏面側に配されるフォトダイオード４２により光電変換された紫外光の電荷は、導電体４６を介して半導体基板４０の表面側の回路に効率良く転送される。
【００３９】
すなわち、従来技術のように、可視光と紫外光のそれぞれの光検出領域を平面的に別々に割り当てる構成ではなく、１つの画素で両方の光を検出することができる。これにより解像度を低下させることなく、紫外光から可視光までの信号の検出が可能になる。
【００４０】
また、一般に、撮像用またはセンシング用途において可視光信号は信号対雑音性能（ＳＮ比）が最重要視される。この点、この実施の形態では、可視光の信号検出は、表面をＰ型で覆って埋込み構造としたＨＡＤ（Hole-Accumulation Diode）構造を採用するとともに、転送型構造を採用した。これにより、高いＳＮ比を維持することができる。
【００４１】
一方、紫外光信号の主な用途を鑑みると、必ずしも高いＳＮ比を必要としないため、ＨＡＤ構造および転送型とする必要がない。さらに、シリコン表面をＨＡＤ構造にしてしまうと、最表面で生成された電荷が他のノードへ拡散し、信号電荷として寄与できないおそれがある。これに対し、この実施の形態では、紫外光についてはＨＡＤ構造を採用せず、最表面から蓄積部を設けているため、信号電荷を逃すことがなく紫外光信号を検出することが可能となる。
【００４２】
なお、縦型転送ゲート（ＶＴＧ：Vertical Transfer Gate）により深部の蓄積層の電荷を転送するのは、一般に困難であると考えられる。したがって、この実施の形態のように、裏面の蓄積層を裏面側から直結して信号検出することが好適である。
【００４３】
＜２．第２の実施の形態＞
図４は、本技術の第２の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の断面の概要例を示す図である。
【００４４】
この第２の実施の形態における固体撮像素子は、上述の第１の実施の形態と同様に、半導体基板４０の表面側に可視光を検出するためのフォトダイオード４１が配され、裏面側に紫外光を検出するためのフォトダイオード４２が配される。そして、半導体基板４０の裏面側の表面においてハフニウム膜３５が堆積される。このハフニウム膜３５は、マイナスに帯電しており、表面の欠陥を抑えるものである。これにより、反射を防止し、暗電流を抑制することができる。
【００４５】
なお、ハフニウム膜３５以外の構造は、上述の第１の実施の形態と同様である。また、等価回路についても上述の第１の実施の形態と同様である。
【００４６】
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、半導体基板４０の裏面側の表面にハフニウム膜３５を堆積することにより、裏面側における反射を防止し、暗電流を抑制することができる。
【００４７】
＜３．第３の実施の形態＞
図５は、本技術の第３の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の断面の概要例を示す図である。
【００４８】
この第３の実施の形態における固体撮像素子は、上述の第１の実施の形態と同様に、半導体基板４０の表面側に可視光を検出するためのフォトダイオード４１が配され、裏面側に紫外光を検出するためのフォトダイオード４２が配される。そして、フォトダイオード４２の直下に高濃度Ｐ型層４８が配される。この高濃度Ｐ型層４８は、空乏層が広がらないようにするポテンシャル障壁（電位障壁）として機能する。これにより、紫外光と青色光の電荷を容易に切り分けることができる。
【００４９】
なお、高濃度Ｐ型層４８以外の構造は、上述の第１の実施の形態と同様である。また、等価回路についても上述の第１の実施の形態と同様である。
【００５０】
このように、本技術の第３の実施の形態によれば、フォトダイオード４２の直下にポテンシャル障壁となる高濃度Ｐ型層４８を配することにより、紫外光と青色光の電荷を容易に切り分けることができる。
【００５１】
＜４．第４の実施の形態＞
［固体撮像素子］
図６は、本技術の第４の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の断面の概要例を示す図である。
【００５２】
この第４の実施の形態における固体撮像素子は、上述の第１の実施の形態と同様に、裏面側に紫外光を検出するためのフォトダイオード４２が配される。一方、可視光を検出するためのフォトダイオード４１は、色毎に３分割されている。すなわち、半導体基板４０の表面側から順に、赤色、緑色および青色のフォトダイオード４１が深さ方向に同軸上に並んで配される、シリコン内縦分光構造を備える。そして、各色の信号電荷の転送のために、縦型転送トランジスタが用いられる。
【００５３】
この場合、全ての色を取り込むために、ホワイトフィルタ２１が用いられる。これにより、色別カラーフィルタを配することによる紫外光透過率の影響を気にすることなく、紫外光検出率をより向上させることができる。
【００５４】
［等価回路］
図７は、本技術の第４の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の等価回路の例を示す図である。
【００５５】
この第４の実施の形態における固体撮像素子は、上述の第１の実施の形態と異なり、色毎にフォトダイオード１１１乃至１１３および転送トランジスタ１３１乃至１３３を備える。
【００５６】
転送信号線ＴＲＸ１乃至ＴＲＸ３を順次アサートすることにより、赤色、緑色および青色の電荷を増幅トランジスタ１５１に供給させて、赤色信号、緑色信号および青色信号を得ることができる。
【００５７】
このように、本技術の第４の実施の形態によれば、可視光を検出するためのフォトダイオード４１を色毎に分割することにより、色別カラーフィルタを配することによる紫外光透過率の影響を気にすることなく、紫外光検出率をより向上させることができる。
【００５８】
＜５．第５の実施の形態＞
［固体撮像素子］
図８は、本技術の第５の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の断面の概要例を示す図である。
【００５９】
この第５の実施の形態における固体撮像素子は、上述の第１の実施の形態と異なり、紫外光を検出するためのフォトダイオード４２が左右２つに分割され、オートフォーカスの位相差検出用の画素を構成する。
【００６０】
従来の位相差検出画素は、可視光領域を２つに分割するため、可視光の感度を低下させる原因となっていた。上述のように、可視光信号は撮像用またはセンシング用途においてＳＮ比が最重要視される。この点、この第５の実施の形態では、位相差検出に紫外光信号を利用するため、可視光信号における感度低下を防ぐことができる。
【００６１】
左右に分割されたフォトダイオード４２の蓄積部４４には、それぞれ導電体４６が接続されており、蓄積部４４に蓄積される電荷は導電体４６を介して表面側の配線４７にそれぞれ転送される。
【００６２】
［等価回路］
図９は、本技術の第５の実施の形態における固体撮像素子の１つの画素の等価回路の例を示す図である。
【００６３】
この第５の実施の形態における固体撮像素子は、上述の第１の実施の形態と異なり、紫外光を検出するフォトダイオードは左右の位相差に合わせて２つのフォトダイオード１２１および１２２に分割される。フォトダイオード１２１および１２２の出力は、増幅トランジスタ１５８および１５９のゲートに接続される。増幅トランジスタ１５８および１５９によって増幅された画素信号は、それぞれ選択トランジスタ１６８および１６９に出力される。
【００６４】
選択信号線ＳＥＬ１は選択トランジスタ１６１および１６８に共有され、紫外光信号の一方および可視光信号は、共通して制御される。これに対し、選択信号線ＳＥＬ２は選択トランジスタ１６９に接続され、紫外光信号の他方は紫外光信号の一方とは独立して制御される。
【００６５】
このように、本技術の第５の実施の形態によれば、紫外光信号を利用して位相差検出を行うことにより、可視光信号における感度低下を防ぐことができる。
【００６６】
＜６．製造方法＞
図１０および図１１は、本技術の実施の形態における固体撮像素子の製造工程の例を示す図である。
【００６７】
まず、同図におけるａに示されるように、半導体基板４０の裏面側に紫外光検出用のフォトダイオード４２およびその蓄積部４４を形成する。また、半導体基板４０を貫通するピニング領域４５を形成する。
【００６８】
次に、同図におけるｂに示されるように、半導体基板４０の裏面側に可視光検出用のフォトダイオード４１およびその蓄積部４３を形成する。そして、フォトダイオード４１から蓄積部４３に電荷を転送する転送ゲート１３を形成する。
【００６９】
次に、同図におけるｃに示されるように、半導体基板４０の表面側に導電体４６を形成して配線４７に接続する。また、導電体４６の位置に、半導体基板４０の裏面側から貫通孔３８をドライエッチング等により形成する。
【００７０】
次に、同図におけるｄに示されるように、貫通孔３８を含む半導体基板４０の裏面側に固定電荷膜３９を形成する。
【００７１】
次に、同図におけるｅに示されるように、固定電荷膜３９の上に絶縁膜３０を積層して貫通孔３８を充填する。
【００７２】
次に、同図におけるｆに示されるように、貫通孔３８に充填した絶縁膜３０の中心部分に表面側の導電体４６に到達するまで貫通孔を形成し、この貫通孔に導電体４６を埋め込む。そして、この導電体４６を蓄積部４４に接続する。
【００７３】
このような製造工程により、導電体４６を介して裏面側の蓄積部４４と表面側の配線４７とが接続される。これにより、裏面側の蓄積部４４に蓄積された紫外光の電荷が表面側の回路に転送されて、紫外光信号として出力される。
【００７４】
なお、上述の実施の形態では固体撮像素子について詳細に説明したが、この実施の形態は固体撮像素子が搭載された電子装置に適用してもよい。
【００７５】
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
【００７６】
また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray（登録商標）Disc）等を用いることができる。
【００７７】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【００７８】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）第１の光電変換素子と、
前記第１の光電変換素子により光電変換された電荷を蓄積する第１の蓄積部と、
第２の光電変換素子と、
基板の一方の面に配されて前記第２の光電変換素子により光電変換された電荷を蓄積する第２の蓄積部と、
前記第２の蓄積部に接続して前記第２の蓄積部に蓄積された電荷を前記基板の他方の面に転送する接続部と
を具備する固体撮像素子。
（２）前記基板の前記一方の面から光が入射され、
前記第１の光電変換素子は、可視光領域の光を光電変換し、
前記第２の光電変換素子は、紫外光領域の光を光電変換する
前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）前記基板はシリコン基板であり、
前記第２の光電変換素子は、前記基板の前記一方の面の表面から４０ナノメートルまでの深さの領域に形成される
前記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）前記第１の光電変換素子は、前記基板の前記他方の面の表面の領域に形成される
前記（３）に記載の固体撮像素子。
（５）前記接続部は、前記基板を貫通する導電体である
前記（１）から（４）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）前記導電体は、少なくともタングステンを含んで形成される
前記（５）に記載の固体撮像素子。
（７）前記第２の蓄積部の表面にハフニウム膜をさらに具備する前記（１）から（６）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（８）前記第１の蓄積部と前記第２の蓄積部との間にポテンシャル障壁をさらに具備する前記（１）から（７）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（９）前記第１の光電変換素子は、互いに異なる複数の色の光を光電変換し、
前記第１の蓄積部は、前記光電変換された電荷を前記基板の貫通方向において色毎に蓄積する
前記（１）から（８）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１０）前記第２の光電変換素子は、左右に分割されてそれぞれ光電変換を行い、
前記第２の蓄積部は、前記左右に分割された前記第２の光電変換素子の各々に対応して分割されて電荷を蓄積する
前記（１）から（９）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１１）固体撮像素子が搭載された電子装置において、
前記固体撮像素子は、
第１の光電変換素子と、
前記第１の光電変換素子により光電変換された電荷を蓄積する第１の蓄積部と、
第２の光電変換素子と、
基板の一方の面に配されて前記第２の光電変換素子により光電変換された電荷を蓄積する第２の蓄積部と、
前記第２の蓄積部に接続して前記第２の蓄積部に蓄積された電荷を前記基板の他方の面に転送する接続部と
を備える
電子装置。
【符号の説明】
【００７９】
１０  オンチップレンズ
１３  転送ゲート
２０  カラーフィルタ
２１  ホワイトフィルタ
３０  絶縁膜
３５  ハフニウム膜
３８  貫通孔
３９  固定電荷膜
４０  半導体基板
４１、４２  フォトダイオード
４３、４４  蓄積部
４５  ピニング領域
４６  導電体
４７  配線
４８  高濃度Ｐ型層
４９  ウェル
１１０、１２０、１２１、１２２  フォトダイオード
１３０  転送トランジスタ
１４０  リセットトランジスタ
１５１、１５２、１５８、１５９  増幅トランジスタ
１６１、１６２、１６８、１６９  選択トランジスタ
１９１、１９２  垂直信号線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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