(57)【要約】【課題】貫通電極の静電容量を低減させて画素特性を向上させる。【解決手段】本開示の一側面である固体撮像素子は、半導体基板の表裏面のうちの一方の面側に形成されている光電変換素子と、前記光電変換素子の光電変換によって変換された電荷を半導体基板の表裏面のうちの他方の面側に転送するための前記半導体基板を貫く貫通電極とを備え、前記貫通電極は、前記電荷を転送する中心部分と前記中心部分を囲む絶縁膜から形成され、前記貫通電極を形成する前記絶縁膜は、半導体基板の一方の面と他方の裏面における厚みが異なる。本開示は、CMOSイメージセンサに適用できる。【選択図】図３
2020174188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表裏面のうちの一方の面側に形成されている光電変換素子と、
前記光電変換素子の光電変換によって変換された電荷を半導体基板の表裏面のうちの他方の面側に転送するための前記半導体基板を貫く貫通電極とを備え、
前記貫通電極は、前記電荷を転送する中心部分と前記中心部分を囲む絶縁膜から形成され、
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜は、半導体基板の一方の面と他方の裏面における厚みが異なり、
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜の両端部は、前記両端部以外の直線部分と異なる傾きで形成されている
固体撮像素子。
【請求項２】
前記貫通電極は、前記半導体基板を貫き、前記光電変換素子の光電変換によって変換された電荷を、半導体基板の表裏面のうちの他方の面側に形成されているアンプトランジスタまたはフローティングデュフージョンの少なくとも一方に転送する
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜の厚みは、半導体基板の一方の面から他方の裏面にかけて徐々に変化する
請求項１または２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜の厚みは、半導体基板の一方の面から他方の裏面にかけて９０度から７０度の範囲の傾きで徐々に変化する
請求項３に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜の厚みは、半導体基板の一方の面から他方の裏面にかけて段階的に変化する
請求項１または２に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜は、絶縁性を有する誘電体から成る
請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記貫通電極の前記中心部分は、金属または導電性材料から成る
請求項１乃至６のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記貫通電極は、画素毎に形成されている
請求項１乃至７のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記絶縁膜の厚みが半導体基板の一方の面から他方の裏面にかけて厚くなる第１の貫通電極と、前記絶縁膜の厚みが半導体基板の他方の面から一方の裏面にかけて厚くなる第２の貫通電極とが前記半導体基板内に混在する
請求項１乃至８のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
径の異なる複数の前記貫通電極が前記半導体基板内に混在する
請求項１乃至９のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
前記貫通電極の水平方向の断面形状は、円、または矩形である
請求項１乃至１０のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１２】
半導体基板内に形成され、前記光電変換素子とは異なる波長の光に対して感度を有する第１の光電変換層と、
半導体基板内に形成され、前記光電変換素子および前記第１の光電変換層とは異なる波長の光に対して感度を有する第２の光電変換層と
をさらに備える請求項１乃至１１のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１３】
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、
半導体基板の表裏面のうちの一方の面側に形成されている光電変換素子と、
前記光電変換素子の光電変換によって変換された電荷を半導体基板の表裏面のうちの他方の面側に転送するための前記半導体基板を貫く貫通電極とを備え、
前記貫通電極は、前記電荷を転送する中心部分と前記中心部分を囲む絶縁膜から形成され、
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜は、半導体基板の一方の面と他方の裏面における厚みが異なり、
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜の両端部は、前記両端部以外の直線部分と異なる傾きで形成されている
電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体撮像素子、および電子装置に関し、特に、半導体基板を貫く貫通電極を設ける場合に用いて好適な固体撮像素子、および電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のイメージセンサに広く採用されている、各画素がＲ，Ｇ，Ｂのいずれかのカラー色フィルタで覆われた構造では偽色が発生してしまい易いという不具合がある。
【０００３】
この不具合を解決する方法として、各画素領域に縦方向にＲ(RED)，Ｇ(GREEN)，Ｂ(BLUE)それぞれの波長の光を光電変換する光電変換領域（ＰＤ（フォトダイオード）など）を積層した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、半導体基板外に光電変換領域（光電変換膜等）を設けた構造が提案されている（例えば、特許文献２または３参照）。
【０００５】
このような構造を裏面照射型固体撮像素子に適用する場合には、裏面側の光電変換膜で得られた電荷を半導体基板の表面側に転送するための、半導体基板を貫く貫通電極を設けた構造が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許０４４９１３２３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７８０８６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３８９２７号公報
【特許文献４】特開２０１１−２９３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
固体撮像素子の半導体基板に貫通電極を設ける場合、以下の問題が生じ得る。
【０００８】
一般に、貫通電極はその中心部分は導電体から形成され、導電体と半導体基板との間には絶縁膜が形成される。貫通電極は、半導体基板を貫いて変調トランジスタとＦＤ（フローティングディフュージョン）に接続される。このため、貫通電極と半導体基板間には静電容量が生じ、この静電容量が大きいと変換効率が減少してしまい、得られる画素信号の品質が低下してしまう問題がある。なお、静電容量を低減させるためには、貫通電極と半導体基板間の距離を拡大することが比較的容易な対応であるが、その場合、貫通電極が示す面積が大きくなってしまい素子面積が拡大してしまう。
【０００９】
本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、貫通電極の静電容量を低減させることによって画素特性を向上させ得るようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一側面である固体撮像素子は、半導体基板の表裏面のうちの一方の面側に形成されている光電変換素子と、前記光電変換素子の光電変換によって変換された電荷を半導体基板の表裏面のうちの他方の面側に転送するための前記半導体基板を貫く貫通電極とを備え、前記貫通電極は、前記電荷を転送する中心部分と前記中心部分を囲む絶縁膜から形成され、前記貫通電極を形成する前記絶縁膜は、半導体基板の一方の面と他方の裏面における厚みが異なり、前記貫通電極を形成する前記絶縁膜の両端部は、前記両端部以外の直線部分と異なる傾きで形成されている。
【００１１】
本開示の一側面である電子装置は、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、導体基板の表裏面のうちの一方の面側に形成されている光電変換素子と、前記光電変換素子の光電変換によって変換された電荷を半導体基板の表裏面のうちの他方の面側に転送するための前記半導体基板を貫く貫通電極とを備え、前記貫通電極は、前記電荷を転送する中心部分と前記中心部分を囲む絶縁膜から形成され、前記貫通電極を形成する前記絶縁膜は、半導体基板の一方の面と他方の裏面における厚みが異なり、前記貫通電極を形成する前記絶縁膜の両端部は、前記両端部以外の直線部分と異なる傾きで形成されている。
【００１２】
本開示の一側面である固体撮像素子においては、半導体基板の表裏面のうちの一方の面側に形成されている光電変換素子と、光電変換素子の光電変換によって変換された電荷を半導体基板の表裏面のうちの他方の面側に転送するための半導体基板を貫く貫通電極とが備えられている。貫通電極は、電荷を転送する中心部分と中心部分を囲む絶縁膜から形成され、貫通電極を形成する絶縁膜は、半導体基板の一方の面と他方の裏面における厚みが異なり、貫通電極を形成する絶縁膜の両端部は、両端部以外の直線部分と異なる傾きで形成されている。
本開示の一側面である電子装置においては、前記固体撮像素子が含まれる構成とされている。
【発明の効果】
【００１３】
本開示の一側面によれば、貫通電極の静電容量を低減させることができ、画素特性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の概要を説明するための図である。
【図２】本開示の概要を説明するための図である。
【図３】本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第１の構成例を示す断面図である。
【図４】本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第３の構成例を示す断面図である。
【図５】本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第５の構成例を示す断面図である。
【図６】本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第７の構成例を示す断面図である。
【図７】貫通電極を形成する際に開口する貫通孔の形状の変形例を示す図である。
【図８】テーパ形状に形成された貫通電極の配置例を示す図である。
【図９】貫通電極の水平方向の断面形状の例を示す図である。
【図１０】本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第１の構成例の製造工程を示す断面図である。
【図１１】本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第１の構成例の製造工程を示す断面図である。
【図１２】本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第１の構成例の製造工程を示す断面図である。
【図１３】本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第１の構成例の製造工程を示す断面図である。
【図１４】本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第１の構成例の製造工程を示す断面図である。
【図１５】本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第１の構成例の製造工程を示す断面図である。
【図１６】本開示を適用した電子装置の使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本開示を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と称する）について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
＜本開示の概要＞
はじめに、本開示の概要について図１および図２を参照して説明する。
【００１７】
図１は、従来に比較して静電容量を低減させるように形成した貫通電極の第１の構成例を示す断面図である。
【００１８】
該第１の構成例においては、半導体基板１０に形成する貫通電極１４の外径が素子面積に余裕がある面側を太く、余裕がない側を狭く（同図の場合、下側が太く、上側が狭い）形成されている。すなわち、貫通電極は、垂直方向にテーパ形状（先細り形状）に形成されている。テーパ形状の角度は、９０度から７０度の範囲とする。
【００１９】
貫通電極１４は、太さ一定の導電体１７の周囲に絶縁体導電体１６が形成されている。
該第１の構成例の場合、素子面積に余裕がない図面上側の貫通電極１４が占める面積を小さくすることができる。また、素子面積に余裕がある図面下側の絶縁膜１６の膜厚が厚く形成されていることにより、静電容量の低減が実現される。
【００２０】
図２は、従来に比較して静電容量を低減させるように形成した貫通電極１４の第２の構成例を示す断面図である。
【００２１】
該第２の構成例においては、半導体基板１０に対して、その外径が一定であって中心部分がテーパ形状（同図の場合、下側が太く、上側が狭い）に残された環状（ドーナツ状）の貫通孔が形成されており、そこに絶縁膜１６が充填されている。さらに、環状の中心部分の半導体にＰ型不純物２１が注入されることによって抵抗値が低下された導電部を有する貫通電極１４が形成されている。該第２の構成例の場合、図面上側の絶縁膜１６の膜厚が厚く形成されていることにより、静電容量の低減が実現されている。さらに、図面下側の導電部（Ｐ型不純物２１が充填された半導体）の面積を広くすることができるので、図面下側コンタクトとの重ね合わせマージンを拡大することができる。
【００２２】
＜本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第１の構成例＞
次に、図１または図２に示された貫通電極が形成されている、本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の構成例について説明する。
【００２３】
図３は、図１に示された貫通電極の構造を採用した、本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の１画素分の第１の構成例を示している。
【００２４】
図３に示される第１の構成例は、半導体基板１０内に形成されたＰＤから成る第１の光電変換層１２および第２の光電変換層が形成されており、第１の光電変換層１２の直上に、負の固定電荷を有する固定電荷膜１５が形成されている。
【００２５】
固定電荷膜１５には、例えば酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ランタン、酸化プラセオジム、酸化セリウム、酸化ネオジム、酸化プロメチウム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム、酸化イットリウム、窒化アルミニウム膜、酸窒化ハフニウム膜、酸窒化アルミニウム膜などを採用することができる。なお、材質が異なる２層以上の固定電荷膜を積層するようにしてもよい。
【００２６】
固定電荷膜１５の上側には、絶縁膜１６が形成されている。絶縁膜１６には、例えばシリコン酸化膜、TEOS、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などの絶縁性を有する誘電体を採用することができる。
【００２７】
絶縁膜１６の上側には、光電変換素子１１が形成されている。光電変換素子１１は、Ｇの光に対して感度を有する光電変換膜の上下を透明電極が挟み込むように形成されている。光電変換膜には、ローダーミン系色素、メラシアニン系色素、キナクリドンなどの有機光電変換材料などを採用することができる。
【００２８】
また、半導体基板１０には、光電変換素子１１において変換された電荷を半導体基板１０の反対面側に転送するためのテーパ形状の貫通電極１４が形成されている。貫通電極１４の中心部分には、径が一定の導電体１７が形成されている。導電体１７には、例えばPDAS（Phosphorus Doped Amorphous Silicon）等のドープされたシリコン材料の他、アルミニウム、タングステン、チタン、コバルト、ハフニウム、タンタル等の金属材料を採用することができる。
【００２９】
さらに、半導体基板１０の表面側（図中の下側）には、光電変換素子１１から貫通電極１４を介して転送された電荷を蓄積するためのＦＤ１９や各種トランジスタが形成されている。
【００３０】
第１の光電変換層１２と第２の光電変換層１３は、それぞれ吸収係数が異なり、第１の光電変換層１２はＢの光に対して感度を有し、第２の光電変換層１３はＲの光に対して感度を有する。
【００３１】
第１の光電変換層１２と第２の光電変換層１３における光電変換によって発生された電荷は、それぞれの領域に蓄積された後、図示せぬ読み出し回路により外部に出力される。
【００３２】
＜本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第２の構成例＞
第２の構成例は、図示は省略するが、図３に示された第１の構成例とは反対に、半導体基板１０の表面側の素子面積に余裕があり、裏面側の素子面積に余裕がない場合であり、この場合、貫通電極１４の外径を表面側で広く、裏面側で狭く形成する。
【００３３】
＜本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第３の構成例＞
図４は、本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の１画素分の第３の構成例を示している。
【００３４】
図４に示される第３の構成例は、図３に示された第１の構成例と比較して、貫通電極１４の形状が異なる。該第３の構成例では、貫通電極１４の外径が段階的（同図の場合、１段階）な先細り形状に形成されている。その他の構成要素については同様である。
【００３５】
貫通電極１４を形成するための貫通孔をテーパ形状ではなく、段階的な先細り形状とした場合、貫通孔の側壁の基板結晶方位が揃え易くなるので、界面準位密度が低減され、白点・暗電流特性を改善することが可能となる。
【００３６】
また、製造工程においても、貫通孔は上面側の径が広く開口されているので、貫通孔の表面に対する固定電荷膜１５の形成と絶縁膜１６の充填を容易に行うことができる。
【００３７】
＜本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第４の構成例＞
第４の構成例は、図示は省略するが、図４に示された第３の構成例とは反対に、半導体基板１０の表面側の素子面積に余裕があり、裏面側の素子面積に余裕がない場合であり、この場合、貫通電極１４の外径を表面側で広く、裏面側で狭く形成する。
【００３８】
＜本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第５の構成例＞
図５は、図２に示された貫通電極の構造を採用した、本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の１画素分の第５の構成例を示している。
【００３９】
図５に示される第５の構成例は、図３に示された第１の構成例と比較して、貫通電極１の構造が異なり、その他の構成要素については同様である。
【００４０】
すなわち、第５の構成例においては、半導体基板１０に環状の貫通孔が形成され、その中心にテーパ形状で残された半導体部分にＰ型不純物２１が注入されることによって抵抗値が軽減されて導電部が形成されている。また、環状の貫通孔の中心にテーパ形状で残された半導体部分には、Ｐ型不純物が注入されたことによってコンタクト抵抗を低減させるために高濃度不純物領域が形成されている。さらに、環状の貫通孔の外壁にもＰ型不純物が注入されており、その上面に形成される固定電荷膜１５と相まってホール蓄電層が形成される。固定電荷膜１５の上には絶縁膜１６が形成されている。なお、貫通孔内の絶縁膜１６の中央部分に空隙を設けるようにしてもよい。
【００４１】
第５の構成例の場合、環状に形成された貫通孔の溝の幅が、素子面積に余裕が無い表面側よりも、素子面積に余裕がある裏面側で太くなるよう形成されているので、貫通電極１４における絶縁膜１６の厚みは裏面側で厚くなって静電容量を低減させることが可能となる。また、貫通電極１４における導電部（Ｐ型不純物２１が注入された半導体）の径はＲ面側で狭く、表面側で太く形成されるので、表面側のコンタクトと貫通電極１４（の導電体１７）との重ね合わせマージンが向上する。
【００４２】
＜本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第６の構成例＞
第６の構成例は、図示は省略するが、図５に示された第５の構成例とは反対に、半導体基板１０の表面側の素子面積に余裕があり、裏面側の素子面積に余裕がない場合であり、この場合、貫通電極１４の外径を表面側で広く、裏面側で狭く形成する。
【００４３】
＜本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第７の構成例＞
図６は、本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の１画素分の第７の構成例を示している。
【００４４】
図６に示される第７の構成例は、図５に示された第５の構成例と比較して、貫通電極１４の形状が異なる。該第７の構成例では、環状に形成される貫通孔の外径および内径が段階的（同図の場合、１段階）な先細り形状に形成されている。その他の構成要素については同様である。
【００４５】
貫通電極１４を形成するための貫通孔をテーパ形状ではなく、段階的な先細り形状とした場合、貫通孔の側壁の基板結晶方位が揃え易くなるので、界面準位密度が低減され、白点・暗電流特性を改善することが可能となる。
【００４６】
＜本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の第８の構成例＞
第８の構成例は、図示は省略するが、図６に示された第７の構成例とは反対に、半導体基板１０の表面側の素子面積に余裕があり、裏面側の素子面積に余裕がない場合であり、この場合、貫通電極１４の外径を表面側で広く、裏面側で狭く形成する。
【００４７】
＜貫通電極１４を形成する際に開口する貫通孔の形状＞
次に、図７は、貫通電極１４を形成するに際して開口される貫通孔の形状の変形を示している。
【００４８】
上述したように、貫通電極１４を形成するに際して開口される貫通孔３１はテーパ形状に形成されるが、同図Ａに示されるように、端部をより広げて開口してもよい。また、反対に、同図Ｂに示されるように、端部をより狭めて開口してもよい。また、図示は省略するが、貫通孔３１の両端部の一方だけをより広げるか、より狭めるようにしてもよい。さらに、貫通孔３１の両端部の一方をより広げ、他端をより狭めるようにしてもよい。
【００４９】
＜テーパ形状とされる貫通電極１４の向き＞
半導体基板１０に複数の貫通電極１４を設ける場合にはテーパ形状の向きを揃える必要はない。例えば、図８に示されるように、半導体基板１０に貫通電極１４を設ける位置の素子面積の余裕の有無に応じ、テーパ形状を互い違いに変化させてもよい。また、テーパ形状とされる貫通電極１４の外径やその中心部分に形成される導電体１７の径を統一しなくてもよい。
【００５０】
＜貫通電極１４の水平方向の断面形状＞
図９は、貫通電極１４の水平方向の断面形状の例を示している。
【００５１】
同図Ａおよび同図Ｂは、貫通孔に絶縁膜１６を充填し、絶縁膜１６の中心部分に導電体１７を埋め込んで形成した構造であり、同図Ａは水平方向の断面が円形である場合の例、同図Ｂは水平方向の断面が矩形である場合の例を示している。
【００５２】
同図Ｃおよび同図Ｄは、環状に形成された貫通孔に絶縁膜１６を充填するとともに、貫通孔の中心部分に残った半導体にＰ型不純物２１を注入して導電部とした構造であり、同図Ｃは水平方向の断面が円形である場合の例、同図Ｄは水平方向の断面が矩形である場合の例を示している。
【００５３】
なお、貫通電極１４の水平方向の断面形状は、例示した円形または矩形に限られるものではない。また、同一の半導体基板１０内に断面形状が異なる貫通電極１４が混在してもよい。
【００５４】
＜本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の製造方法＞
次に、図３に示された裏面照射型固体撮像素子の第１の構成例の製造工程を説明する。
【００５５】
図１０乃至図１５は、裏面照射型固体撮像素子の第１の構成例の製造工程を示している。
【００５６】
始めに、図１０に示されるように、SOI（Silicon on Insulator）基板等などの半導体基板１０内に第１の光電変換層１２、第２の光電変換層１３、各種トランジスタなどを形成すると、配線層を形成する。
【００５７】
次に、図１１に示すように、半導体基板１０の貫通電極１４を設ける位置に、裏面側からテーパ形状の貫通孔３１をドライエッチング等により形成する。その後、図１２に示されるように、貫通孔３１を含む半導体基板１０の全体に固定電荷膜１５を積層し、図１３に示されるように、固定電荷膜１５の上に絶縁膜１６を積層して貫通孔３１を充填する。
【００５８】
次に、図１４に示されるように、貫通孔３１に充電した絶縁膜１６の中心部分に表面側の受け手の導体に到達するまで貫通孔３２を形成し、図１５に示されるように、貫通孔３２に導電体１７を埋め込む）。
【００５９】
この後、図示は省略するが、CMPにより裏面側の平面上の導電体１７を研磨、除去し、さらに酸化膜を堆積し、コンタクトを形成し、光電変換素子１１を積層させる。光電変換素子の上部には窒化ケイ素等の保護膜を形成してもよい。さらに、平坦膜等の光学部材を形成し、オンチップレンズを形成する。
【００６０】
以上説明した工程により、裏面照射型固体撮像素子の第１の構成例は製造される。なお、裏面照射型固体撮像素子の第２乃至第８の構成例についても、以下の説明と同様の製造方法に既存の製造技術を追加することで製造可能である。
【００６１】
＜本開示を適用した裏面照射型固体撮像素子の使用例＞
図１６は、上述した裏面照射型固体撮像素子を使用する使用例を示す図である。
【００６２】
上述した裏面照射型固体撮像素子は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
【００６３】
・デジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
【００６４】
なお、本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００６５】
本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
半導体基板の表裏面のうちの一方の面側に形成されている光電変換素子と、
前記光電変換素子の光電変換によって変換された電荷を半導体基板の表裏面のうちの他方の面側に転送するための前記半導体基板を貫く貫通電極とを備え、
前記貫通電極は、前記電荷を転送する中心部分と前記中心部分を囲む絶縁膜から形成され、
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜は、半導体基板の一方の面と他方の裏面における厚みが異なる
固体撮像素子。
（２）
前記貫通電極は、前記半導体基板を貫き、前記光電変換素子の光電変換によって変換された電荷を、半導体基板の表裏面のうちの他方の面側に形成されているアンプトランジスタまたはフローティングデュフージョンの少なくとも一方に転送する
前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜の厚みは、半導体基板の一方の面から他方の裏面にかけて徐々に変化する
前記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜の厚みは、半導体基板の一方の面から他方の裏面にかけて９０度から７０度の範囲の傾きで徐々に変化する
前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜の厚みは、半導体基板の一方の面から他方の裏面にかけて段階的に変化する
前記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（６）
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜は、絶縁性を有する誘電体から成る
前記（１）から（５）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜の両端部は、前記両端部以外の直線部分と異なる傾きで形成されている
前記（１）から（６）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（８）
前記貫通電極の前記中心部分は、金属または導電性材料から成る
前記（１）から（７）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（９）
前記貫通電極は、画素毎に形成されている
前記（１）から（８）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１０）
前記絶縁膜の厚みが半導体基板の一方の面から他方の裏面にかけて厚くなる第１の貫通電極と、前記絶縁膜の厚みが半導体基板の他方の面から一方の裏面にかけて厚くなる第２の貫通電極とが前記半導体基板内に混在する
前記（１）から（９）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１１）
径の異なる複数の前記貫通電極が前記半導体基板内に混在する
前記（１）から（１０）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１２）
前記貫通電極の水平方向の断面形状は、円、または矩形である
前記（１）から（１１）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１３）
半導体基板内に形成され、前記光電変換素子とは異なる波長の光に対して感度を有する第１の光電変換層と、
半導体基板内に形成され、前記光電変換素子および前記第１の光電変換層とは異なる波長の光に対して感度を有する第２の光電変換層と
をさらに備える前記（１）から（１２）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（１４）
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、
半導体基板の表裏面のうちの一方の面側に形成されている光電変換素子と、
前記光電変換素子の光電変換によって変換された電荷を半導体基板の表裏面のうちの他方の面側に転送するための前記半導体基板を貫く貫通電極とを備え、
前記貫通電極は、前記電荷を転送する中心部分と前記中心部分を囲む絶縁膜から形成され、
前記貫通電極を形成する前記絶縁膜は、半導体基板の一方の面と他方の裏面における厚みが異なる
電子装置。
【符号の説明】
【００６６】
１０  半導体基板，  １１  光電変換素子，  １２  第１の光電変換層，  １３  第２の光電変換層，  １４  貫通電極，  １５  固定電荷膜，  １６  絶影膜，  １７  導電体，  １９  ＦＤ，  ２１  Ｐ型不純物，  ３１  貫通孔，  ３２  貫通孔
【図１】
2020174188.tif 000003
【図２】
2020174188.tif 000004
【図３】
2020174188.tif 000005
【図４】
2020174188.tif 000006
【図５】
2020174188.tif 000007
【図６】
2020174188.tif 000008
【図７】
2020174188.tif 000009
【図８】
2020174188.tif 000010
【図９】
2020174188.tif 000011
【図１０】
2020174188.tif 000012
【図１１】
2020174188.tif 000013
【図１２】
2020174188.tif 000014
【図１３】
2020174188.tif 000015
【図１４】
2020174188.tif 000016
【図１５】
2020174188.tif 000017
【図１６】
2020174188.tif 000018