JP2010087190A - 光電変換装置及び光電変換装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光電変換装置は、半導体基板の上に、この順に積層された第1の絶縁膜と、第2の絶縁膜と、第3の絶縁膜とを有し、最も半導体基板に近接して配された配線層で第3の絶縁膜に配された配線を有する。第1の絶縁膜にはシェアードコンタクト構造を有する第1のプラグと、第2のプラグとが配され、第2の絶縁膜及び第3の絶縁膜にはデュアルダマシン構造を構成する第3のプラグと第1の配線とが配される。ここで、第1の絶縁膜を第2の絶縁膜のエッチング時のエッチングストップ膜として用い、第2の絶縁膜を第3の絶縁膜のエッチング時のエッチングストップ膜として用いる。
【選択図】 図1
Description
まず、本発明が適用されうるMOS型光電変換装置の回路について説明する。図4は、MOS型光電変換装置の回路の一例を示したものである。124は画素部を示している。101a、101b、101c、および101dは光電変換素子である。102a、102b、102c、および102dは光電変換素子の電荷を転送する転送用MOSトランジスタである。103は4つの光電変換素子101や、転送用MOSトランジスタ102のドレイン領域をリセットするためのリセット用MOSトランジスタである。また、104は電荷を増幅して信号線106へ出力する増幅用MOSトランジスタである。増幅用MOSトランジスタは、ソースフォロワ回路の一部を構成するものである。これら転送用MOSトランジスタ、リセット用MOSトランジスタ、増幅用MOSトランジスタを読み出しトランジスタとする。図4では、リセット用MOSトランジスタ103と増幅用MOSトランジスタ104を4つの光電変換素子101で共有している。このような4つの光電変換素子、4つの転送用MOSトランジスタ、リセット用MOSトランジスタ、および増幅用MOSトランジスタとを1つの画素ユニットとした時、画素部124には画素ユニットが複数配列している。
本実施形態の構成を図1を用いて説明する。図1は、光電変換装置の画素部分の断面模式図であり、図4の光電変換素子101と転送MOSトランジスタ102を通る断面に対応している。
本実施形態では、第1の実施形態にて説明した光電変換装置を撮像システムに適用した場合について、図5を用いて説明する。撮像システムとは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラや携帯電話用デジタルカメラ等である。
201 第1導電型の第1の半導体領域
202 第2導電型の第2の半導体領域
203 第1導電型の第3の半導体領域
204 転送MOSトランジスタのゲート電極
205 第2導電型の第4の半導体領域
206 素子分離領域
207 増幅用MOSトランジスタのゲート電極
208 第2導電型の第5の半導体領域
209 第1の絶縁膜
210 第1のプラグ
211 バリアメタル
212 第2のプラグ
213 バリアメタル
214 第2の絶縁膜
215 第3の絶縁膜
216 第3のプラグ
217 第1の配線
218 バリアメタル
219 第2の配線
220 バリアメタル
221 第4の絶縁膜
222 第5の絶縁膜
223、224 開口
Claims (6)
- 半導体基板と、
前記半導体基板に配された光電変換素子およびMOSトランジスタと、
絶縁膜を介して複数の配線層が積層された多層配線構造と、
を有する光電変換装置の製造方法において、
前記半導体基板の上に第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜に、前記半導体基板に配された複数の活性領域どうしを露出させる、複数の前記MOSトランジスタのゲート電極どうしを露出させる、あるいは前記活性領域と前記MOSトランジスタのゲート電極とを露出させる第1のホールと、前記半導体基板に配された複数の活性領域のいずれかを露出させる第2のホールとを形成する工程と、
前記第1のホールと前記第2のホールとに導電体を形成し、前記第1のホールに第1のプラグを形成し、前記第2のホールに第2のプラグを形成する工程と、
前記第1の絶縁膜と前記第1のプラグと前記第2のプラグとを覆う第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜に積層する第3の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜をエッチングストップとして、前記第3の絶縁膜に前記多層配線構造の最下層となる、デュアルダマシン構造の配線のための第1の開口を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜に前記デュアルダマシン構造のビアのための、前記第2のプラグが露出する第2の開口を形成する工程と、
前記第1の開口と前記第2の開口に導電体を形成し、デュアルダマシン構造を形成する工程と、を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。 - 前記第3の絶縁膜を形成する工程の前に、前記第2の絶縁膜の前記光電変換素子の上部に開口を形成する工程を有することを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置の製造方法。
- 前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜は同一の材料からなることを特徴とする請求項1あるいは2に記載の光電変換装置。
- 前記第1の絶縁膜は酸化シリコンであり、
前記第2の絶縁膜は窒化シリコンであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板に配された光電変換素子およびMOSトランジスタと、
前記半導体基板の上にこの順に積層された第1の絶縁膜と、第2の絶縁膜と、第3の絶縁膜と、
最も前記半導体基板に近接して配された配線層であって、前記第3の絶縁膜に配された配線と、
前記半導体基板に配された複数の活性領域どうし、複数の前記MOSトランジスタのゲート電極どうし、あるいは前記活性領域と前記MOSトランジスタのゲート電極とを電気的に接続する、前記第1の絶縁膜に配された第1のホールに配された第1のプラグと、
前記第1の絶縁膜に配された第2のホールに配され、前記半導体基板に配された複数の活性領域のいずれかと電気的に接続された第2のプラグと、
前記第2の絶縁膜に配された第3のホールに配され、前記第2のプラグと電気的に接続し、前記配線とデュアルダマシン構造を構成する第3のプラグとを有する光電変換装置において、
前記第1の絶縁膜は前記第2の絶縁膜のエッチングに対して耐性を有する材料からなり、
前記第2の絶縁膜は前記第3の絶縁膜のエッチングに対して耐性を有する材料からなることを特徴とする光電変換装置。 - 請求項5に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置からの信号を処理する信号処理回路とを有する撮像システム。
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