JP2012094714A - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】画素サイズの微細化を実現するとともに、高感度、低混色及び高画質を実現することができる固体撮像装置を提供する。
【解決手段】光が入射する第1面、及び、第1面と反対側の第2面を有する層であって、第1面から入射した光を光電変換する複数のフォトダイオード203、複数のフォトダイオード203を分離する分離部204、及び、フォトダイオード203で生成された信号電荷を検出するトランジスタ200を含む半導体層202と、第2面側に形成され、多層配線201を含む配線層2010と、第1面上に形成された層であって、分離部204に向けて入射してくる光を吸収する吸収部208を含む吸収層2080と、吸収層2080上に複数のフォトダイオード203のそれぞれに対応して形成され、隙間209によって隔てられたカラーフィルタ210a〜210cとを備える。
【選択図】図2
【解決手段】光が入射する第1面、及び、第1面と反対側の第2面を有する層であって、第1面から入射した光を光電変換する複数のフォトダイオード203、複数のフォトダイオード203を分離する分離部204、及び、フォトダイオード203で生成された信号電荷を検出するトランジスタ200を含む半導体層202と、第2面側に形成され、多層配線201を含む配線層2010と、第1面上に形成された層であって、分離部204に向けて入射してくる光を吸収する吸収部208を含む吸収層2080と、吸収層2080上に複数のフォトダイオード203のそれぞれに対応して形成され、隙間209によって隔てられたカラーフィルタ210a〜210cとを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、光電変換部を含む画素部がアレイ状に配列されたMOSイメージセンサ等の固体撮像装置及びその製造方法に関する。
近年、固体撮像装置は高画質化や小型化が要望されているが、画素サイズの微細化には、物理的な限界があり、微細化に伴う感度低下が大きな課題となっている。
従来、この課題を対策するため、特許文献1、特許文献2に記載されているような技術が提案されている。以下、従来技術について図面を用いて説明する。
図6は、特許文献1に記載の従来の固体撮像装置の構造を示す断面図である。図6に示す固体撮像装置は、シリコン基板内にフォトダイオード600が形成されて、シリコン基板の表面側に層間絶縁膜601を介して多層の配線602が形成されている。そして、多層の配線602の最上層表面(図6では最下層)には、接着材層603を介して、支持基板604が接着されている。そして、シリコン基板内のフォトダイオード600は、分離領域605で分離されている、シリコン基板の裏面側は、カラーフィルタ606がフォトダイオード600上方に形成され、カラーフィルタ606間には、中空部607が形成されている。
このような構造を備える特許文献1の固体撮像装置は、配線層が形成されている面とは反対側の面より光を入射させる裏面照射型の構造のため、感度特性が改善され、さらに、カラーフィルタ間に空洞または低屈折率材料を形成し、層内に入射した光を屈折率差により全反射させる導波路構造を有するため、感度特性と混色特性が改善される。
しかしながら、上記従来技術では、カラーフィルタ606間の空洞部(中空部607)を透過する入射光は、シリコン基板表面または遮光配線へ到達する。入射光がシリコン基板表面に到達する場合、隣接画素への入射光のクロストークによって混色が生じるという課題がある。また、入射光が遮光配線へ到達する場合、遮光表面で光が反射して、高光強度で特に顕著となるフレアが発生し、画質が低下するという課題がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、画素サイズの微細化を実現するとともに、高感度、低混色及び高画質を実現することができる固体撮像装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る固体撮像装置の一形態は、光が入射する第1面及び前記第1面と反対側の第2面を有する層であって、前記第1面から入射した光を光電変換する複数の受光部、前記複数の受光部を分離する分離部、及び、前記受光部で生成された信号電荷を検出するトランジスタを含む半導体層と、前記半導体層の第2面側に形成され、前記トランジスタと接続された配線を含む配線層と、前記半導体層の第1面上に形成された層であって、前記分離部に向けて入射してくる光を吸収する吸収部を含む吸収層と、前記吸収層上に前記複数の受光部のそれぞれに対応して形成され、隙間によって隔てられたカラーフィルタとを備える。
この構成であれば、従来の固体撮像装置が備える裏面照射型構造及び導波路構造による効果に加えて、以下の効果が奏される。つまり、カラーフィルタ間の空洞部を透過する入射光は吸収層により吸収されるため、隣接画素への入射光のクロストークによる混色が抑えられる。また、遮光表面で光が反射して、高光強度で特に顕著となるフレアが発生し、画質が低下するという不具合も抑えられる。また、吸収層が受光面上に接触しているため、カラーフィルタと受光部間の距離が短くなり、感度特性及び混色特性が向上する。さらに、このような効果により、画素サイズの微細化に伴う各種課題が解決され、結果として、更なる画素サイズの微細化が実現される。
また、前記吸収部がSi、SiGe、Ge、InP、GaAs、InGaAs、カルコパイライト系材料及び有機材料のいずれかからなってもよい。この構成であれば、吸収層の吸収係数が高いため、カラーフィルタ間の空洞部を透過する入射光が十分に吸収される。
また、前記吸収層の厚みが100nm以上で、かつ、300nm以下であるのが好ましい。この構成であれば、カラーフィルタと受光部間の距離を短くすることができるため、感度特性及び混色特性が向上する。
また、(1)前記吸収部の導電型が前記分離部の導電型と同一である、あるいは、(2)前記吸収部は、前記半導体層と接する面を有する下方層と、前記半導体層と接する面と反対側の面を有する上方層とを含み、前記下方層の導電型が前記分離部の導電型と同一であり、前記上方層の導電型が前記下方層の導電型と反対である、あるいは、(3)前記吸収部はさらに、前記上方層と前記下方層とには挟まれたi(intrinsic)層を含むのが好ましい。これら構成であれば、吸収層で光電変換された電荷が再結合により消滅するので、その電荷が受光部へもれ込んでノイズ電荷となるという不具合が抑制される。
また、前記カラーフィルタの隙間における間隔が、当該間隔と同一方向における前記吸収部の幅より小さいのが好ましい。この構成であれば、カラーフィルタ間の空洞部を透過する入射光が減るため、感度特性が改善される。
また、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一形態は、光が入射する第1面及び前記第1面と反対側の第2面を有する層であって、前記第1面から入射した光を光電変換する複数の受光部、前記複数の受光部を分離する分離部、及び、前記受光部で生成された信号電荷を検出するトランジスタを含む半導体層を形成する工程と、前記半導体層の第2面側に、前記トランジスタと接続された配線を含む配線層を形成する工程と、前記半導体層の第1面上に、前記分離部に向けて入射してくる光を吸収する吸収部を含む吸収層を形成する工程と、前記吸収層上に、前記複数の受光部のそれぞれに対応する位置に、隙間によって隔てられたカラーフィルタを形成する工程とを含み、前記吸収層を形成する工程では、前記分離部の上方であって、前記半導体層の第1面上に、選択的に前記吸収部を形成する。
この方法であれば、遮光膜形成プロセス(リソグラフィ及びドライエッチング)によって受光部へダメージを与えてしまうという不具合が回避され、高画質な固体撮像装置が実現される。
本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法によれば、画素サイズの微細化を実現しながら、感度特性と混色特性を改善し、高画質を実現することができる固体撮像装置が提供される。
以下、本発明の実施形態に係る固体撮像装置について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲で適宜変更は可能である。さらに、他の実施形態との組み合わせも可能である。
本発明の実施形態に係る固体撮像装置の回路構成の一例について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施形態に係る固体撮像装置100の一例を示す回路構成図である。
本発明の実施形態に係る固体撮像装置100は、図1に示すように、複数の画素部101がアレイ状に配列されたMOS(Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサである。図1に示すように、固体撮像装置100は撮像領域102と垂直シフトレジスタ103と水平シフトレジスタ104と出力回路105と出力端106とを備える。
撮像領域102には、複数の画素部101がアレイ状に配置されている。複数の画素部101は受光部107と、フローティングディフュージョン部108と転送トランジスタ109と増幅トランジスタ110とリセットトランジスタ111と選択トランジスタ112とを備える。
受光部107は、例えばフォトダイオードであり、入射光を光電変換することで、信号電荷を生成する。受光部107によって生成された信号電荷は、転送トランジスタ109によって、フローティングディフュージョン部108に転送される。
フローティングディフュージョン部108に転送された電荷は、増幅トランジスタ110によって増幅され、垂直シフトレジスタ103によって制御された選択トランジスタ112、及び出力信号線113を介して出力回路105に伝達される。さらに、出力回路105に伝達された信号電荷は、水平シフトレジスタ104によって、出力端106から出力される。
なお、フローティングディフュージョン部108に蓄積されている余剰電荷は、ドレイン領域が電源線に接続されたリセットトランジスタ111により排出される。また、転送トランジスタ109、リセットトランジスタ111及び選択トランジスタ112は、垂直シフトレジスタ103によって、制御信号線114を介して、ON/OFFが制御される。
図1には示されていないが、画素部101毎に、各フォトダイオードの上方に、緑色光を透過する緑フィルタ、赤色光を透過する赤フィルタ、及び、青色光を透過する青フィルタのいずれかが形成される。また、各フィルタの上方にオンチップマイクロレンズを形成することも可能である。
続いて、本発明の実施形態に係る固体撮像装置100が備える画素部101の断面構成の一例について、図2を用いて説明する。
図2は、本発明の実施形態に係る画素部101の構成の一例を示す断面図である。
本発明の実施形態に係る固体撮像装置100は、光が入射してくる側(図2の上方)から、カラーフィルタ210a〜210cと、吸収層2080と、半導体層202と、配線層2010と、接着層207と、支持基板206とを備える。
半導体層202は、光が入射する第1面(図2における上面)、及び、その第1面と反対側の第2面(図2における下面)を有する層であり、第1面から入射した光を光電変換する複数の受光部であるフォトダイオード203、複数のフォトダイオード203を分離する分離部204、及び、フォトダイオード203で生成された信号電荷を検出するトランジスタ200を含んでいる。ここで、フォトダイオード203は、図1における受光部107に対応する。また、トランジスタ200は、図1における転送トランジスタ109、増幅トランジスタ110、リセットトランジスタ111及び選択トランジスタ112に対応する。
配線層2010は、半導体層202の第2面側(図2における半導体層202の下方)に形成され、絶縁膜205、及び、トランジスタ200と接続された多層配線201を含む層である。ここで、多層配線201は、図1における出力信号線113及び制御信号線114に対応する。
吸収層2080は、半導体層202の第1面上に(図2における半導体層202の上面に接して)形成された層であり、分離部204の上方に配置され、分離部204に向けて入射してくる光を吸収する吸収部208、及び、フォトダイオード203の上方に配置され、フォトダイオード203に向けて入射してくる光を透過させる透過部211としてのシリコン酸化膜を含む。
カラーフィルタ210a〜210cは、吸収層2080上に、複数のフォトダイオード203のそれぞれに対応して(図2における各フォトダイオード203の上方に)形成され、隙間209によって相互に隔てられている。
接着層207は、配線層2010と支持基板206とを貼り合わせる接着材を含む層である。
以下、以上の各構成要素について、さらに詳細に説明する。
具体的には、図2に示すように、シリコン層等で実現される半導体層202内に第1の導電型(ここでは、n型)の拡散領域からなるフォトダイオード203と、フォトダイオード203に蓄積された電荷を読み出すトランジスタ200とが形成されている。なお、トランジスタ200は、画素部101が備えるトランジスタであり、例えば、図1における転送トランジスタ109、増幅トランジスタ110、又は選択トランジスタ112である。図2には、一例として、転送トランジスタ109がトランジスタ200として図示されている。
フォトダイオード203は、図1における受光部107の一例であり、半導体層202の表面近傍から裏面近傍まで拡がっている。複数のフォトダイオード203は、半導体層202内に2次元状に配置され、それぞれの間には、電気的及び物理的に分離する分離部204が形成されている。
トランジスタ200は、MOS型トランジスタである。半導体層202の第2面内に、トランジスタ200の拡散領域200aと、その拡散領域200aを取り囲んでSTI(Shallow Trench Isolation)分離領域200bとが形成されている。拡散領域200aの下方にゲート酸化膜(図示せず)を介して、トランジスタ200のゲート電極200cが形成されている。
ゲート電極200c下方には、多層の絶縁膜(シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜)205が形成され、当該絶縁膜205内に多層配線201が形成されている。なお、絶縁膜205と多層配線201とから配線層2010が構成されている。多層配線201は、トランジスタ200を制御するための信号を伝達する制御信号線114及びトランジスタ200から出力された信号を伝達する出力信号線113である。本発明の実施形態に係る固体撮像装置100は、半導体層202の光入射面(第1面)とは反対側の面(第2面)から、半導体層202内のフォトダイオード203によって生成された信号電荷を電気信号として取り出している。
さらに、多層の絶縁膜205の下方に(つまり、配線層2010の下方に)、支持基板206が接着層207を介して、貼りあわされている。本実施形態の固体撮像装置100では、半導体層202は、例えば1〜5μmと薄いため、支持基板206は、例えば、シリコン基板であって補強の役割を担う。これにより、固体撮像装置100の強度が向上する。接着層207は、例えば、ベンゾシクロブテンなどの接着材であり、絶縁膜205と支持基板206とを貼り合せている。なお、このような材料に代えて、あるいは、加えて、酸化膜を接着層207として用いることも可能である。
また、本発明の実施形態に係る固体撮像装置100では、半導体層202の第1面上に、吸収部208と透過部211とを含む吸収層2080が形成されている。吸収部208は、分離部204の上方であって、半導体層202の第1面に接触する位置に形成され、分離部204に向けて入射してくる光を吸収する。
吸収部208は、吸収係数の高い材料で形成されている。そのような材料は、例えば、Si、SiGe、Ge、InP、GaAs、InGaAs、カルコパイライト系材料及び有機材料の少なくとも1つを含んでも良い。ここで、SiはアモルファスSiやポリSiを含んでいる。また、カルコパイライト系材料は例えば、Cu(In,Ga)Se2、Cu(In,Ga)(S,Se)2、Cu2ZnSnS4、CuAlS2、CuAlSe2、CuAlTe2、CuGaS2、CuGaSe2、CuGaTe2、CuInS2、CuInSe2、CuInTe2である。また、有機材料は炭素化合物を原料とする材料で、例えば、レジストである。このように、吸収部208は、吸収係数が高い材料で構成されているため、厚みが薄い場合でも、遮光膜としての効果が十分に発揮される。
吸収部208の厚み(言い換えると、吸収層2080)は、吸収部208を構成する各材料の吸収係数に依存して定まる値に設計するのが好ましい。
図3に吸収係数の高い材料の一例として、GeとSiの吸収係数の波長依存性を示す。吸収係数から分かるように、Geを吸収部208の材料として用いた場合には、Geの膜厚が約300nmあれば、可視光の光を全て吸収できる。
また、図4に受光部(フォトダイオード203)とカラーフィルタ210a〜210c間の距離を変化させた場合の画素部101からの出力電圧を示す。図4に示すように、受光部とカラーフィルタ間の距離が小さくなると、出力電圧、つまり、感度特性が改善される。このことから、吸収部208(言い換えると、吸収層2080)の厚みは300nm以下であることが好ましい。ただし、十分な遮光性を確保するためには、吸収部208を構成する材料の吸収係数に依存するが、100nm以上であることが好ましい。
また、吸収部208は、カラーフィルタ210a〜210cの隙間209の下方に形成されていることから、カラーフィルタ210a〜210c間の隙間209を透過する入射光を吸収する。そのため、吸収部208で吸収された光は吸収部208で光電変換され、その結果、吸収部208で電荷が発生する。この発生した電荷がフォトダイオード203にもれ込むとノイズとして出力されるため、撮像装置としての画質が低下する。
そこで、本実施形態では、(1)吸収部208の導電型が分離部204の導電型と同一であるか、または、(2)吸収部208の下方層(半導体層202と接する下面を有する下方部分)の導電型が分離部204の導電型と同一で、かつ、吸収部208の上方層(半導体層202と接する下面と反対側の上面を有する上方部分)の導電型が吸収部208の下方層の導電型と反対であるか、または、(3)吸収部208の上方層と下方層とに挟まれた中央部にi層(intrinsic層;真性半導体層)が形成されている。これにより、吸収部208で光電変換されて生成されたノイズとなる電荷が吸収部208内で再結合され、フォトダイオード203にもれ込むことが防止される。例えば、分離部204の導電型がp型である場合、吸収部208は、p型の下方層とn型の上方層と有するのが好ましい。この場合、吸収部208の下方層であるp型の導電型領域の不純物濃度は1×1017〜1×1020(個/cm3)程度であり、吸収部208の上方層であるn型の導電型領域の不純物濃度は1×1015〜1×1020(個/cm3)程度であるのが好ましい。
また、本発明の実施形態に係る固体撮像装置100は、さらに吸収層2080上に、隙間209によって画素部101毎に隔てられたカラーフィルタ210a〜210cが形成されている。ここで、隙間209の幅(図2における横方向の幅)は吸収部208の幅(図2における横方向の幅)より小さい。つまり、カラーフィルタ210a〜210cの隙間209における間隔が、その間隔と同一方向における吸収部208の幅より小さい。これは、隙間209に入射してくる光を確実に吸収部208に吸収させるためである。
なお、本発明の実施形態に係る固体撮像装置100では、例えば、画素部101がベイヤ配列で配列された固体撮像装置である。カラーフィルタ210aは、透過光強度で青色光が高い青フィルタであり、カラーフィルタ210bは、透過光強度で緑色光が高い緑フィルタであり、カラーフィルタ210cは、透過光強度で赤色光が高い赤フィルタである。各カラーフィルタの厚みは300〜1000nmである。また、隙間209は、空洞、または、シリコン酸化物等の低屈折材料で形成されてもよい。
このように、本発明の実施形態では、画素部101毎にカラーフィルタ210a〜210cが隙間209によって隔てられているため、導波路構造の効果により、感度特性が改善される。また、分離部204に接触してその上方に吸収部208が形成されているため、カラーフィルタ間の空洞部(隙間209)を透過する入射光が吸収され、混色特性が改善される。また、吸収部208を用いているため、遮光表面で光が反射して、高光強度で特に顕著となるフレアが発生し、画質が低下するという不具合も抑えられる。さらに、吸収部208に高吸収係数の材料を用いているため、吸収部208の厚みを薄くすることができ、感度特性が改善される。さらに、吸収部208の幅は分離部204の幅より小さいため、感度特性が低下することがない。さらに、カラーフィルタ間の隙間209は、吸収部208の幅より小さいため、感度特性と混色特性が改善される。
次に、本発明の実施形態に係る固体撮像装置100の製造方法について、図5A〜図5Gを用いて説明する。なお、図5A〜図5Gは、本発明の実施形態に係る固体撮像装置100の製造方法の一例を示す固体撮像装置100の断面図である。
まず、図5Aに示すように、一般的な固体撮像装置の製造方法で、シリコン基板(SOI(Silicon On Insulator)基板を含む)を用いて、半導体層202内に、フォトダイオード203、分離部204、及び、トランジスタ200を含む各種トランジスタを形成し、その半導体層202の上に、多層の絶縁膜205及び多層配線201を含む配線層2010を形成する。なお、図5Aは、半導体層202、シリコン酸化膜211a及びシリコン基板211bからなるSOI基板212を用いた場合の製造方法における断面図であり、図2に対して、上下反転した向きに描かれている。
続いて、図5Bに示すように支持基板206として、例えばシリコン基板を、絶縁膜205に、接着層207を介して貼り付ける。
続いて、図5Cに示すように、フォトダイオード203を形成している半導体層202であるシリコン基板を薄化加工する。例えば、シリコン基板の厚みは、2〜5μmであり、所望の厚みとなるようにシリコン基板の第1面(上面)を研磨する。ここでは、一例として、半導体層202と透過部211を形成するための材料としてSOI基板212を用いており、シリコン酸化膜211aが露出するまでシリコン基板211bの研磨を行っているが、他の製造方法として、バルクSi基板を用いても良い。バルクSi基板を用いた場合は、研磨後にSi上にシリコン酸化膜211aを所望の厚みに形成する。
続いて、図5Dに示すように、半導体層202の第1面(上面)上にフォトレジスト220を用いて、分離部204上のシリコン酸化膜211aを開口するためのフォトリソグラフィを行う。ここで開口の幅は分離部204の幅より小さい。
続いて、図5Eに示すように、分離部204上のシリコン酸化膜211aをドライエッチングまたは、ウェットエッチングにより除去する。ドライエッチングする場合には、ドライエッチングガスとして、例えば、CF4ガスを用いてシリコン酸化膜211aの一部を除去する。この除去によって残ったシリコン酸化膜211aが透過部211である。
続いて、図5Fに示すように、吸収部208を分離部204に接触するように分離部204の上方に形成する。吸収部208は、例えば、CVD法(Chemical Vapor Deposition)を用いて形成される。一例として、SiGe、Geの吸収部208を形成する方法を以下に記載する。CVD法においては、基板(半導体層202)の温度を400℃程度に加熱して、Si2H6ガス、GeH4を所望の組成になるように混合して成長させる。例えば、Ge組成比率が25%であれば、Si2H6/GeH4=0.29程度になるように原料ガスを装置内に供給すればよい。
なお、吸収部208の導電型をp型にする際は、B2H6ガスを吸収部208の成長時に混入する。また、吸収部の導電型をn型にする際は、PH3ガスを吸収部208の成長時に混入すればよい。
さらに、CVD法を用いた場合、Si(半導体層202)上にのみ吸収部208を形成する選択成長が可能である。つまり、CVD法を用いることで、Siからなる半導体層202の第1面が露出している部分(半導体層202の第1面のうち、第1面上のシリコン酸化膜211aが除去された箇所)だけに、吸収部208を選択成長させることが可能である。選択成長であれば、受光部(フォトダイオード203)上をドライエッチングが機械研磨により加工することがないので、ノイズ電荷を発生させるダメージを受光部に与えることがなく、高画質を実現することができる。
なお、ここでの製造方法の一例として、吸収部208の材料としてSiGe、Geを、また、形成方法としてCVD法を採用しているが、材料はSi、SiGe、Ge、InP、GaAs、InGaAs、カルコパイライト系材料、有機材料の少なくとも1つを含んでもよい。また、形成方法はCVD法、スパッタ法、蒸着法でも、同様に形成することは可能である。また、選択成長でない場合も、ドライエッチング、ウェットエッチング、リソグラフィ法又は研磨法を用いることで、同様に形成することは可能である。
続いて図5Gに示すように、ベイヤ配列となるようにカラーフィルタ210a〜210cを配置する。カラーフィルタ210a〜210c間の隙間209はマスクを用いて形成する。
続いて、レンズを形成することも可能であるが、カラーフィルタ210a〜210c間の隙間209により、本発明の実施形態に係る固体撮像装置は導波路構造を有しており、レンズの形成を省略することもできる。
以上の工程を経ることで、図2に示す固体撮像装置100を製造することができる。
以上、本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施形態に施したものや、異なる実施形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
たとえば、本実施の形態における固体撮像装置100は、支持基板206及び接着層207を備えたが、本発明は、このような付属的な構成要素を必ずしも備える必要はない。
本発明の固体撮像装置は、画素サイズを微細化しても、感度特性及び混色特性が改善され、高画質が実現されるという効果を奏し、例えば、デジタルスチルカメラなどの撮像装置に利用することができる。
100 固体撮像装置
101 画素部
102 撮像領域
103 垂直シフトレジスタ
104 水平シフトレジスタ
105 出力回路
106 出力端
107 受光部
108 フローティングディフュージョン部
109 転送トランジスタ
110 増幅トランジスタ
111 リセットトランジスタ
112 選択トランジスタ
113 出力信号線
114 制御信号線
200 トランジスタ
200a 拡散領域
200b STI分離領域
200c ゲート電極
201 多層配線
202 半導体層
203 フォトダイオード
204 分離部
205 絶縁膜
206 支持基板
207 接着層
208 吸収部
209 隙間
210a、210b、210c カラーフィルタ
211 透過部
211a シリコン酸化膜
211b シリコン基板
212 SOI基板
220 フォトレジスト
600 フォトダイオード
601 層間絶縁膜
602 配線
603 接着材層
604 支持基板
605 分離領域
606 カラーフィルタ
607 中空部
2010 配線層
2080 吸収層
101 画素部
102 撮像領域
103 垂直シフトレジスタ
104 水平シフトレジスタ
105 出力回路
106 出力端
107 受光部
108 フローティングディフュージョン部
109 転送トランジスタ
110 増幅トランジスタ
111 リセットトランジスタ
112 選択トランジスタ
113 出力信号線
114 制御信号線
200 トランジスタ
200a 拡散領域
200b STI分離領域
200c ゲート電極
201 多層配線
202 半導体層
203 フォトダイオード
204 分離部
205 絶縁膜
206 支持基板
207 接着層
208 吸収部
209 隙間
210a、210b、210c カラーフィルタ
211 透過部
211a シリコン酸化膜
211b シリコン基板
212 SOI基板
220 フォトレジスト
600 フォトダイオード
601 層間絶縁膜
602 配線
603 接着材層
604 支持基板
605 分離領域
606 カラーフィルタ
607 中空部
2010 配線層
2080 吸収層
Claims (8)
- 光が入射する第1面及び前記第1面と反対側の第2面を有する層であって、前記第1面から入射した光を光電変換する複数の受光部、前記複数の受光部を分離する分離部、及び、前記受光部で生成された信号電荷を検出するトランジスタを含む半導体層と、
前記半導体層の第2面側に形成され、前記トランジスタと接続された配線を含む配線層と、
前記半導体層の第1面上に形成された層であって、前記分離部に向けて入射してくる光を吸収する吸収部を含む吸収層と、
前記吸収層上に前記複数の受光部のそれぞれに対応して形成され、隙間によって隔てられたカラーフィルタと
を備える固体撮像装置。 - 前記吸収部がSi、SiGe、Ge、InP、GaAs、InGaAs、カルコパイライト系材料及び有機材料のいずれかからなる請求項1記載の固体撮像装置。
- 前記吸収層の厚みが100nm以上で、かつ、300nm以下である請求項1または2に記載の固体撮像装置。
- 前記吸収部の導電型が前記分離部の導電型と同一である請求項1〜3のいずれかに記載の固体撮像装置。
- 前記吸収部は、前記半導体層と接する面を有する下方層と、前記半導体層と接する面と反対側の面を有する上方層とを含み、
前記下方層の導電型が前記分離部の導電型と同一であり、
前記上方層の導電型が前記下方層の導電型と反対である請求項1〜3のいずれかに記載の固体撮像装置。 - 前記吸収部はさらに、前記上方層と前記下方層とには挟まれたi(intrinsic)層を含む請求項5に記載の固体撮像装置。
- 前記カラーフィルタの隙間における間隔が、当該間隔と同一方向における前記吸収部の幅より小さい請求項1〜6のいずれかに記載の固体撮像装置。
- 光が入射する第1面及び前記第1面と反対側の第2面を有する層であって、前記第1面から入射した光を光電変換する複数の受光部、前記複数の受光部を分離する分離部、及び、前記受光部で生成された信号電荷を検出するトランジスタを含む半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の第2面側に、前記トランジスタと接続された配線を含む配線層を形成する工程と、
前記半導体層の第1面上に、前記分離部に向けて入射してくる光を吸収する吸収部を含む吸収層を形成する工程と、
前記吸収層上に、前記複数の受光部のそれぞれに対応する位置に、隙間によって隔てられたカラーフィルタを形成する工程とを含み、
前記吸収層を形成する工程では、前記分離部の上方であって、前記半導体層の第1面上に、選択的に前記吸収部を形成する固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010241357A JP2012094714A (ja) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010241357A JP2012094714A (ja) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012094714A true JP2012094714A (ja) | 2012-05-17 |
Family
ID=46387725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010241357A Pending JP2012094714A (ja) | 2010-10-27 | 2010-10-27 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012094714A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014011304A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
WO2014021115A1 (ja) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法及び電子機器 |
JP2020057658A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | 株式会社ニコン | 撮像素子、撮像装置、及び、撮像素子の製造方法 |
-
2010
- 2010-10-27 JP JP2010241357A patent/JP2012094714A/ja active Pending
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