JP2020113749A - イメージセンサー及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のイメージセンサーの製造方法は、BEOL(Back End of Line)工程の前に酸化物半導体物質でチャンネルパターンを形成することによって、BEOL工程中に発生する酸化物半導体物質による汚染イッシュー問題を解決し、これによって工程不良を防止/最小化することができる。
る。
5 埋め込み絶縁膜
7、14、16 第1〜第3ゲート絶縁膜
9、17、25、33、43、73 第1〜第6層間絶縁膜
11、19、27、35、45、75 第1〜第6拡散防止膜
12、15、23、31、41、71 第1〜第6エッチング阻止膜
13c1、13c2、13c3、13c4 第1層−第1〜第4コンタクトプラグ
13d (第1)ドレーン電極
13d1、13d2 第1、第2ドレーン電極
13s (第1)ソース電極 13s1、13s2 第1、第2ソース電極
14a、14b 第2、第3ゲート絶縁膜
14r 残余ゲート絶縁膜
17c 第2層コンタクトホール
17d 第2層ドレーントレンチ領域
17g 第2層ゲートトレンチ領域
17s 第2層ソーストレンチ領域
18 キャッピング膜
18s、18g、18d 第1〜第3キャッピングパターン
21、21w 第2層配線
21c、29c 第2、第3層コンタクトプラグ
21d 第2層ドレーン電極
21s 第2層ソース電極
29、29w 第3層配線
37、47、77 第4〜第6層配線
37d ドレーン電極
37s ソース電極
39、64 第1、第2パッシベーション膜
50 保護膜
54、52 第1、第2絶縁パターン
56 (第1)ビアプラグ
58 (第1)画素電極
60、63 第3絶縁パターン
62 (第1)共通電極
80 第2ビアプラグ
84 第2画素電極
86 第2共通電極
90 ポリシリコンパターン
92 絶縁パターン
110 半導体基板
110a、110b 半導体基板の第1面、第2面
120 貫通電極
120a、120b 第1、第2貫通電極
122 ビア絶縁膜
122a、122b、82 第1、第2、第3ビア絶縁膜
140 チャンネル膜
CF1、CF2 第1、第2カラーフィルター
CHL チャンネルパターン
CHL1、CHL2 第1、第2チャンネルパターン
DI 深い素子分離部
DI_E 延長部
DI_P 突出部
FD1、FD2、FD3 第1〜第3浮遊拡散領域
L1〜L3 第1〜第3波長の光
ML マイクロレンズ
PD1、PD2、PD3 第1〜第3光電変換部
PX1、PX2、Rx3 第1〜第3ピクセル
RC1、RC2、RC3 第1〜第3コンタクトホール
RG1、RG2、RG3 第1〜第3リセットゲート電極
RS、RG、RD 第1〜第3リセス領域 Rx1、Rx2、Rx3 第1〜第3リセットトランジスタ
S1、S2、S3 第1〜第3光電信号
SEL1〜SEL3 第1〜第3選択ゲート電極
SELx1〜SELx3 第1〜第3選択トランジスタ
SF1〜SF3 第1〜第3ソースフォロワゲート電極
SFx1〜SFx3 第1〜第3ソースフォロワトランジスタ
TG1〜TG3 第1〜第3伝送ゲート電極
TG31、TG32 第1層、第2層−第3伝送ゲート電極
Tx1〜Tx3 第1〜第3伝送トランジスタ
Vout1〜Vout3 第1〜第3信号
Claims (25)
- 互いに対向する第1面及び第2面を含む半導体基板と、
前記半導体基板の第2面側に配置された第1光電変換部と、
前記半導体基板内に配置され、前記第1面に隣接する第1浮遊拡散領域と、
前記第1面を覆う第1層間絶縁膜と、
前記第1層間絶縁膜上の第1チャンネルパターンと、
前記第1チャンネルパターンに隣接し、前記第1光電変換部で発生した電荷を前記第1浮遊拡散領域に伝送する第1伝送ゲート電極と、を備えることを特徴とするイメージセンサー。 - 前記半導体基板内に配置され、前記第1光電変換部と前記第1チャンネルパターンとを電気的に連結させる貫通電極を更に含むことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサー。
- 前記第1層間絶縁膜を貫通して前記貫通電極と前記第1チャンネルパターンの一端部とを連結する第1コンタクトプラグと、
前記第1層間絶縁膜を貫通して前記第1チャンネルパターンの他端部と前記第1浮遊拡散領域とを連結する第2コンタクトプラグと、を更に含むことを特徴とする請求項2に記載のイメージセンサー。 - 前記第1チャンネルパターンを介して前記第1コンタクトプラグに対向する第1導電パターンと、
前記第1チャンネルパターンを介して前記第2コンタクトプラグに対向する第2導電パターンと、を更に含むことを特徴とする請求項3に記載のイメージセンサー。 - 前記第1導電パターン及び前記第2導電パターンは、前記第1チャンネルパターンに接することを特徴とする請求項4に記載のイメージセンサー。
- 前記第1チャンネルパターンを覆う絶縁膜を更に含み、
前記絶縁膜は、前記第1導電パターンと前記第1チャンネルパターンとの間、及び前記第2導電パターンと前記第1チャンネルパターンとの間に介在することを特徴とする請求項4に記載のイメージセンサー。 - 前記第1層間絶縁膜は、上部にリセスされた領域を含み、
前記第1伝送ゲート電極は、前記リセスされた領域内に配置されることを特徴とする請求項4に記載のイメージセンサー。 - 前記第1チャンネルパターンは、酸化物半導体物質を含むことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサー。
- 前記半導体基板内に配置された第2光電変換部と、
前記半導体基板の第1面と前記第1層間絶縁膜との間に介在し、前記第2光電変換部で生成された電荷を伝送する第2伝送ゲート電極と、を更に含むことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサー。 - 前記第2伝送ゲート電極に隣接して前記半導体基板内に配置された第2浮遊拡散領域を更に含み、
前記第2浮遊拡散領域は、前記第1浮遊拡散領域から離隔されることを特徴とする請求項9に記載のイメージセンサー。 - 前記半導体基板内に配置され、前記第2光電変換部から離隔された第3光電変換部と、
前記半導体基板の第1面と前記第1層間絶縁膜との間に介在し、前記第3光電変換部で生成された電荷を伝送する第3伝送ゲート電極と、を更に含み、
前記第2光電変換部の深さは、前記第3光電変換部の深さと異なり、
前記第2伝送ゲート電極の一部及び前記第3伝送ゲート電極の一部は、前記半導体基板内に延長され、
前記第2伝送ゲート電極の下部面の深さは、前記第3伝送ゲート電極の下部面の深さと異なることを特徴とする請求項9に記載のイメージセンサー。 - 前記第1伝送ゲート電極は、前記第1チャンネルパターンを介して前記第1層間絶縁膜に対向し、
前記イメージセンサーは、前記第1伝送ゲート電極に垂直的に重畳して前記第1チャンネルパターンと前記第1層間絶縁膜との間に介在する遮光パターンを更に含むことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサー。 - 前記遮光パターンの幅は、前記第1伝送ゲート電極の幅よりも広いことを特徴とする請求項12に記載のイメージセンサー。
- 前記第1チャンネルパターンを介して前記第1伝送ゲート電極に対向する第2伝送ゲート電極を更に含むことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサー。
- 前記第1伝送ゲート電極は、前記第1チャンネルパターンと前記第1層間絶縁膜との間に位置し、
前記第1伝送ゲート電極の幅は、前記第2伝送ゲート電極の幅よりも広いことを特徴とする請求項14に記載のイメージセンサー。 - 前記第2伝送ゲート電極と前記第1チャンネルパターンとの間に介在する金属含有パターンを更に含み、
前記金属含有パターンの幅は、前記第2伝送ゲート電極の幅よりも広いことを特徴とする請求項15に記載のイメージセンサー。 - 前記第1伝送ゲート電極と前記第2伝送ゲート電極とは互いに異なる金属を含むことを特徴とする請求項15に記載のイメージセンサー。
- 前記第1層間絶縁膜と前記半導体基板との間に介在する少なくとも一層の第2層間絶縁膜及び導電パターンを更に含むことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサー。
- 前記第1光電変換部の上部に配置された第2光電変換部と、
前記第1層間絶縁膜上に配置され、前記第1チャンネルパターンから離隔された第2チャンネルパターンと、
前記第1面に隣接する前記半導体基板内に配置され、前記第1浮遊拡散領域から離隔された第2浮遊拡散領域と、
前記第2チャンネルパターンに隣接し、前記第2光電変換部で発生した電荷を前記第2浮遊拡散領域に伝送する第2伝送ゲート電極と、を更に含むことを特徴とする請求項1に記載のイメージセンサー。 - 互いに対向する第1面及び第2面を含む半導体基板と、
前記半導体基板の第2面側に配置された光電変換部と、
前記半導体基板内に配置され、前記第1面に隣接する浮遊拡散領域と、
前記第1面を覆い、上部にリセスされた領域を含む層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に配置され、前記リセスされた領域に重畳するチャンネルパターンと、
前記リセスされた領域内に配置され、前記光電変換部で発生した電荷を前記浮遊拡散領域に伝送する伝送ゲート電極と、を備えることを特徴とするイメージセンサー。 - 半導体基板の上部に配置されたチャンネルパターンと、
前記チャンネルパターンを介して互いに対向する第1伝送ゲート電極及び第2伝送ゲート電極と、を備えることを特徴とするイメージセンサー。 - 互いに対向する第1面及び第2面を含む半導体基板内に、前記第1面に隣接するように浮遊拡散領域を形成する段階と、
前記半導体基板の第1面を覆うように第1層間絶縁膜を形成する段階と、
前記第1層間絶縁膜をエッチングして、互いに離隔されたリセスされた領域、及び前記浮遊拡散領域を露出させるコンタクトホールを形成する段階と、
前記リセスされた領域内に伝送ゲート電極を形成し、前記コンタクトホール内にコンタクトプラグを形成する段階と、
前記伝送ゲート電極及び前記第1層間絶縁膜上にチャンネルパターンを形成する段階と、を有することを特徴とするイメージセンサーの製造方法。 - 前記浮遊拡散領域を形成する段階の前に、前記半導体基板内に貫通電極を形成する段階を更に含み、
前記チャンネルパターンを形成する段階の後に、前記半導体基板の第2面上に前記貫通電極に電気的に連結される光電変換部を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項22に記載のイメージセンサーの製造方法。 - 前記チャンネルパターンを形成する段階の後に、前記第1層間絶縁膜及び前記チャンネルパターン上に複数層の第2層間絶縁膜及び配線を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項22に記載のイメージセンサーの製造方法。
- 前記チャンネルパターン上に金属含有パターンを形成する段階と、
前記金属含有パターンをエッチングマスクとして利用して前記チャンネルパターンをパターニングする段階と、を更に含むことを特徴とする請求項22に記載のイメージセンサーの製造方法。
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