JP2022094727A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】好適な遮光膜を形成することが可能な固体撮像装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】本開示の固体撮像装置は、光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板と、前記基板内に設けられた第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素と、前記基板内に設けられた第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素と、前記基板内にて、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に設けられた第1遮光膜と、前記基板の前記第1面側に設けられた多層配線層と、前記多層配線層内に設けられ、前記第1遮光膜に接している第2遮光膜とを備える。【選択図】図2
Description
本開示は、固体撮像装置およびその製造方法に関する。
固体撮像装置が光電変換部とメモリ部とを基板内に備える場合、光電変換部とメモリ部との間に溝が設けられることが一般的である。この溝は、基板を貫通する貫通部と、基板を貫通しない非貫通部とを含む場合がある。貫通部は例えば、メモリ部内に光が入り込むことを抑制するために設けられる。非貫通部は例えば、光電変換部からメモリ部に電荷を転送する経路を確保するために設けられる。貫通部および非貫通部には、一般に遮光膜が埋め込まれる。
しかしながら、貫通部および非貫通部内に遮光膜を設けるだけでは、固体撮像装置内の遮光が不十分になるおそれがある。また、貫通部内には薄い絶縁膜を形成しにくいことも問題となる。
そこで、本開示は、好適な遮光膜を形成することが可能な固体撮像装置およびその製造方法を提供する。
本開示の第1の側面の固体撮像装置は、光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板と、前記基板内に設けられた第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素と、前記基板内に設けられた第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素と、前記基板内にて、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に設けられた第1遮光膜と、前記基板の前記第1面側に設けられた多層配線層と、前記多層配線層内に設けられ、前記第1遮光膜に接している第2遮光膜とを備える。これにより例えば、第1遮光膜と第2遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第1の側面の固体撮像装置は、前記基板の前記第2面上に設けられ、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なっており、前記第1遮光膜に接している第3遮光膜をさらに備えていてもよい。これにより例えば、第1遮光膜と第3遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第1の側面において、前記第1遮光膜の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっていてもよい。これにより例えば、基板の第1面側から基板内に第1遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第1の側面において、前記多層配線層は、前記基板の前記第1面に設けられた絶縁層を含み、前記第1遮光膜は、前記基板内および前記絶縁層内に設けられていてもよい。これにより例えば、基板および絶縁層を貫通する第1遮光膜を形成することで、第1遮光膜と第2遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となる。
また、この第1の側面において、前記絶縁膜は、トランジスタのゲート絶縁膜として機能してもよい。これにより例えば、基板の第1面にトランジスタが形成される場合にも、第1遮光膜と第2遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となる。
また、この第1の側面において、前記第2遮光膜は、前記第1遮光膜と、前記トランジスタの電極層とに接していてもよい。これにより例えば、第1遮光膜および電極層を覆うように第2遮光膜を形成することで、第1遮光膜と第2遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となる。
また、この第1の側面において、前記第1遮光膜は、前記基板を貫通する第1溝内に設けられていてもよい。これにより例えば、第1溝内に第1遮光膜を埋め込むことで、基板内に第1遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第1の側面において、前記第1溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっていてよい。これにより例えば、基板の第1面側から基板内に第1溝を形成することが可能となる。
また、この第1の側面において、前記第3遮光膜は、前記基板の前記第2面上と、前記基板を貫通しない第2溝内とに設けられていてもよい。これにより例えば、光電変換部から電荷蓄積部内に光が入り込むことを、第1遮光膜と第3遮光膜により抑制することが可能となる。
また、この第1の側面において、前記第2溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっていてもよい。これにより例えば、基板の第2面側から基板内に第2溝を形成することが可能となる。
本開示の第2の側面の固体撮像装置は、光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板と、前記基板内に設けられた第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素と、前記基板内に設けられた第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素と、前記基板を貫通しており、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に設けられた第1溝であって、前記基板内にて前記第1面側に設けられた第1部分と、前記基板内にて前記第2面側に設けられた第2部分とを含む第1溝と、前記第1部分内に設けられた第1遮光膜と、前記基板の前記第1面側に設けられた多層配線層と、前記多層配線層内に設けられ、前記第1遮光膜に接している第2遮光膜とを備える。これにより例えば、第1遮光膜と第2遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第2の側面において、前記第1部分の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっており、前記第2部分の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっていてもよい。これにより例えば、基板の第1面側および第2面側から基板内に第1溝を形成することが可能となる。
また、この第2の側面の固体撮像装置は、前記基板の前記第2面上と、前記第2部分内とに設けられ、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なっている第3遮光膜をさらに備えていてもよい。これにより例えば、基板の第1面側から第1溝内に第1遮光膜を形成し、基板の第2面側から第1溝内に第3遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第2の側面において、前記第3遮光膜はさらに、前記基板を貫通しない第2溝内に設けられていてもよい。これにより例えば、光電変換部から電荷蓄積部内に光が入り込むことを、第1遮光膜と第3遮光膜により抑制することが可能となる。
また、この第2の側面において、前記第2溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっていてもよい。これにより例えば、基板の第2面側から基板内に第2溝を形成することが可能となる。
また、この第2の側面において、前記第1溝と前記第2溝は、前記基板内で互いにつながっていてもよい。これにより例えば、第1溝内の第1遮光膜と第2溝内の第3遮光膜との間の隙間から、電荷蓄積部内に光が入り込むことを抑制することが可能となる。
本開示の第3の側面の固体撮像装置の製造方法は、光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板を用意し、前記基板内に第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素を形成し、前記基板内に第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素を形成し、前記基板内にて、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に第1遮光膜を形成し、前記基板の前記第1面側に多層配線層を形成し、前記多層配線層内に、前記第1遮光膜に接する第2遮光膜を形成することを含む。これにより例えば、第1遮光膜と第2遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第3の側面の固体撮像装置の製造方法は、前記基板を貫通する第1溝を形成することをさらに含み、前記第1遮光膜は、前記基板の前記第1面側から前記第1溝内に形成されてもよい。これにより例えば、第1溝内に第1遮光膜を埋め込むことで、基板内に第1遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第3の側面の固体撮像装置の製造方法は、前記基板の前記第2面上に、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なり、前記第1遮光膜に接する第3遮光膜を形成することをさらに含んでいてもよい。これにより例えば、第1遮光膜と第3遮光膜との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
また、この第3の側面の固体撮像装置の製造方法は、前記基板を貫通しない第2溝を形成することをさらに含み、前記第3遮光膜は、前記基板の前記第2面に形成され、かつ、前記基板の前記第2面側から前記第2溝内に形成されてもよい。これにより例えば、光電変換部から電荷蓄積部内に光が入り込むことを、第1遮光膜と第3遮光膜により抑制することが可能となる。
以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
図1は、第1実施形態の固体撮像装置の構成を示すブロック図である。
図1の固体撮像装置は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型のイメージセンサであり、複数の画素1を有する画素アレイ領域2と、制御回路3と、垂直駆動回路4と、複数のカラム信号処理回路5と、水平駆動回路6と、出力回路7と、複数の垂直信号線8と、水平信号線9とを備えている。
各画素1は、光電変換部として機能するフォトダイオードと、画素トランジスタとして機能するMOSトランジスタとを備えている。画素トランジスタの例は、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタなどである。これらの画素トランジスタは、いくつかの画素1により共有されていてもよい。
画素アレイ領域2は、2次元アレイ状に配置された複数の画素1を有している。画素アレイ領域2は、光を受光して光電変換を行い、光電変換により生成された信号電荷を増幅して出力する有効画素領域と、黒レベルの基準となる光学的黒を出力する黒基準画素領域とを含んでいる。一般に、黒基準画素領域は有効画素領域の外周部に配置されている。
制御回路3は、垂直同期信号、水平同期信号、マスタクロックなどに基づいて、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5、水平駆動回路6などの動作の基準となる種々の信号を生成する。制御回路3により生成される信号は、例えばクロック信号や制御信号であり、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5、水平駆動回路6などに入力される。
垂直駆動回路4は、例えばシフトレジスタを備えており、画素アレイ領域2内の各画素1を行単位で垂直方向に走査する。垂直駆動回路4はさらに、各画素1が生成した信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線8を通してカラム信号処理回路5に供給する。
カラム信号処理回路5は、例えば画素アレイ領域2内の画素1の列ごとに配置されており、1行分の画素1から出力された信号の信号処理を、黒基準画素領域からの信号に基づいて列ごとに行う。この信号処理の例は、ノイズ除去や信号増幅である。
水平駆動回路6は、例えばシフトレジスタを備えており、各カラム信号処理回路5からの画素信号を水平信号線9に供給する。
出力回路7は、各カラム信号処理回路5から水平信号線9を通して供給される信号に対し信号処理を行い、この信号処理が行われた信号を出力する。
図2は、第1実施形態の固体撮像装置の構造を示す断面図である。図2は、図1の画素アレイ領域2の縦断面を示しており、具体的には、画素アレイ領域2内の3つの画素1の縦断面を示している。これらの画素1は、本開示の第1画素や第2画素の例である。
本実施形態の固体撮像装置は、基板11と、複数の光電変換部12と、各光電変換部12に含まれるp+型半導体領域13、n-型半導体領域14、およびp型半導体領域15と、複数のメモリ部16と、各メモリ部16に含まれるp+型半導体領域17、n-型半導体領域18、およびp型半導体領域19と、基板11内のその他の半導体領域20とを備えている。これらの光電変換部12は、本開示の第1光電変換部や第2光電変換部の例である。また、これらのメモリ部16は、本開示の第1電荷蓄積部や第2電荷蓄積部の例である。
本実施形態の固体撮像装置はさらに、複数の溝21と、各溝21内に設けられた絶縁膜22および遮光膜23と、複数の溝24(図2はそのうちの1つを示す)と、各溝24内などに設けられた第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27と、平坦化膜28と、複数のカラーフィルタ29と、複数のオンチップレンズ30とを備えている。溝21は、本開示の第1溝の例であり、溝24は、本開示の第2溝の例である。遮光膜23は、本開示の第1遮光膜の例であり、遮光膜27は、本開示の第3遮光膜の例である。
本実施形態の固体撮像装置はさらに、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層31と、層間絶縁膜32と、ゲート電極として機能する電極層33と、各溝21の付近などに設けられた遮光膜34と、複数のコンタクトプラグ35と、複数の配線層36、37、38、39と、複数のビアプラグ40と、支持基板41とを備えている。遮光膜34は、本開示の第2遮光膜の例である。また、絶縁層31、層間絶縁膜32、電極層33、遮光膜34、コンタクトプラグ35、配線層36~39、およびビアプラグ40を含む層42は、本開示の多層配線層の例である。
図2は、互いに垂直なX軸、Y軸、およびZ軸を示している。X方向およびY方向は横方向(水平方向)に相当し、Z方向は縦方向(垂直方向)に相当する。また、+Z方向は上方向に相当し、-Z方向は下方向に相当する。-Z方向は、厳密に重力方向に一致していてもよいし、厳密には重力方向に一致していなくてもよい。
以下、図2を参照し、本実施形態の固体撮像装置の構造について説明する。この説明の中で、図3も適宜参照する。図3は、第1実施形態の固体撮像装置の構造を示す拡大断面図である。
基板11は例えば、シリコン(Si)基板などの半導体基板である。図2は、基板11の表面S1および裏面S2を示している。図2では、基板11の表面S1は、基板11の-Z方向の面(下面)であり、基板11の裏面S2は、基板11の+Z方向の面(上面)である。本実施形態の固体撮像装置は、裏面照射型であるため、基板11の裏面S2が、基板11の光入射面(受光面)となる。基板11の表面S1は、本開示の第1面の例であり、基板11の裏面S2は、本開示の第2面の例である。
光電変換部12は、基板11内に画素1ごとに設けられている。各光電変換部12は、基板11の表面S1側から裏面S2側へと基板11内に順に形成されたp+型半導体領域13と、n-型半導体領域14と、p型半導体領域15とを備えている。光電変換部12では、p+型半導体領域13とn-型半導体領域14との間のpn接合や、n-型半導体領域14とp型半導体領域15との間のpn接合により、フォトダイオードが実現されており、フォトダイオードが光を電荷に変換する。光電変換部12は、基板11の裏面S2側から光を受光し、受光した光の光量に応じた信号電荷を生成し、生成した信号電荷をn-型半導体領域14に蓄積する。
メモリ部16も、基板11内に画素1ごとに設けられている。各メモリ部16は、基板11の表面S1側から裏面S2側へと基板11内に順に形成されたp+型半導体領域17と、n-型半導体領域18と、p型半導体領域19とを備えている。ただし、p+型半導体領域17、n-型半導体領域18、およびp型半導体領域19のZ方向の合計厚は、p+型半導体領域13、n-型半導体領域14、およびp型半導体領域15のZ方向の合計厚よりも薄くなっている。各画素1内のメモリ部16は、同じ画素1内の光電変換部12から転送された信号電荷を蓄積する。
基板11内のその他の半導体領域20は例えば、後述する浮遊拡散部FDなどを含んでいる(図16参照)。
溝21は、基板11内および絶縁層31内に設けられており、基板11と絶縁層31とを貫通している。各溝21は、基板11内にて、互いに隣接する光電変換部12とメモリ部16との間に設けられている。図2に示す各溝21は、異なる画素1内の光電変換部12とメモリ部16との間に設けられているが、本実施形態の各溝21は、同じ画素1内の光電変換部12とメモリ部16との間に設けられていてもよい。
溝21は例えば、基板11の表面S1側から基板11内にドライエッチングにより凹部を形成することで形成される。よって、本実施形態の溝21のX方向の幅は、基板の表面S1側から裏面S2側に進むにつれ狭くなっている。本実施形態の溝21は、Y方向およびZ方向に延びる形状を有している。溝21を形成する際には例えば、上述のドライエッチングにより絶縁層31および基板11が順に加工され、その結果、絶縁層31から基板11に達する溝21が形成される。
絶縁膜22および遮光膜23は、各溝21内に順に形成されている。具体的には、絶縁膜22は、各溝21内で基板11および絶縁層31の側面に形成されており、遮光膜23は、各溝21内に絶縁膜22を介して埋め込まれている。絶縁膜22は例えば、基板11および絶縁層31を酸化させて形成された酸化シリコン膜(SiO2膜)である。遮光膜23は例えば、タングステン(W)、アルミニウム(Al)、または銅(Cu)といった金属元素を含む膜であり、光を遮光する作用を有する。
本実施形態の遮光膜23の形状は、溝21の形状とおおむね同じである。よって、本実施形態の遮光膜23のX方向の幅は、基板の表面S1側から裏面S2側に進むにつれ狭くなっている。また、本実施形態の遮光膜23は、Y方向およびZ方向に延びる形状を有している。図2に示す符号Wは、遮光膜23のX方向の幅を示している。溝21、絶縁膜22、および遮光膜23の形状は、図3にも示されている。図3は、遮光膜23の幅Wの例として、遮光膜23の下端付近における遮光膜23の幅W1と、遮光膜23の上端付近における遮光膜23の幅W2とを示している(W2<W1)。
溝24は、基板11内に設けられており、基板11を貫通していない。各溝24は、基板11内にて、互いに隣接する光電変換部12とメモリ部16との間に設けられている。図2に示す溝24は、同じ画素1内の光電変換部12とメモリ部16との間に設けられているが、本実施形態の各溝24は、異なる画素1内の光電変換部12とメモリ部16との間に設けられていてもよい。
溝24は例えば、基板11の裏面S2側から基板11内にドライエッチングにより凹部を形成することで形成される。よって、本実施形態の溝24のX方向の幅は、基板の表面S1側から裏面S2側に進むにつれ広くなっている。本実施形態の溝24は、Y方向およびZ方向に延びる形状を有している。溝24を形成する際には例えば、上述のドライエッチングにより基板11の裏面側S2から基板11内に、基板11を貫通しないように溝24が形成される。
第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27は、基板11の裏面S2や、基板11の各溝24内に順に形成されている。具体的には、第1絶縁膜25および第2絶縁膜26は、各溝24内で基板11の側面および底面に順に形成されており、遮光膜27は、各溝24内に第1絶縁膜25および第2絶縁膜26を介して埋め込まれている。さらに、第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27は、溝24の外部で基板11の裏面S2に順に積層されている。ただし、第1絶縁膜25および第2絶縁膜26は、遮光膜23上に開口部を有しており、遮光膜27は、この開口部内に埋め込まれている。よって、遮光膜27は、この開口部内で遮光膜23に接している。第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27の形状は、図3にも示されている。
第1絶縁膜25は例えば、負の固定電荷を有する固定電荷膜である。固定電荷膜は、基板11の界面に存在する微小欠陥に起因して暗電流と呼ばれるノイズが発生することを抑制する作用を有する。固定電荷膜は例えば、ハフニウム(Hf)、アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、タンタル(Ta)、またはチタン(Ti)といった金属元素を含む酸化膜または窒化膜である。第2絶縁膜26は例えば、酸化シリコン膜(SiO2膜)、窒化シリコン膜(SiN膜)、酸窒化シリコン膜(SiON膜)、または樹脂膜である。第1絶縁膜25および第2絶縁膜26は例えば、ALD(Atomic Layer Deposition)により形成される。遮光膜27は例えば、タングステン(W)、アルミニウム(Al)、または銅(Cu)といった金属元素を含む膜であり、光を遮光する作用を有する。
本実施形態の溝24内の遮光膜27の形状は、溝24の形状とおおむね同じである。よって、本実施形態の遮光膜27のX方向の幅は、基板の表面S1側から裏面S2側に進むにつれ広くなっている。また、本実施形態の遮光膜27は、Y方向およびZ方向に延びる形状を有している。一方、本実施形態の溝24外の遮光膜27は、メモリ部16と平面視で重なる位置に設けられている。
平坦化膜28は、基板11の裏面S2を覆うように基板11上に第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27を介して形成されており、これにより基板11の裏面S2上の面が平坦となっている。平坦化膜28は例えば、樹脂膜などの有機膜である。
カラーフィルタ29は、所定の波長の光を透過させる作用を有し、平坦化膜28上に画素1ごとに形成されている。例えば、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)用のカラーフィルタ29がそれぞれ、赤色、緑色、青色の画素1の光電変換部12の上方に配置されている。さらに、赤外光用のカラーフィルタ29が、赤外光の画素1の光電変換部12の上方に配置されていてもよい。各カラーフィルタ29を透過した光は、平坦化膜28を介して光電変換部12に入射する。
オンチップレンズ30は、入射した光を集光する作用を有し、カラーフィルタ29上に画素1ごとに形成されている。各オンチップレンズ30により集光された光は、カラーフィルタ29と平坦化膜28とを介して光電変換部12に入射する。本実施形態の各オンチップレンズ30は、光が透過する材料で形成されており、オンチップレンズ37同士は、この材料を介して互いにつながっている。
絶縁層31は、基板11の表面S1に形成されており、各画素トランジスタのゲート絶縁膜として機能する。図2は、後述する転送トランジスタTRYのゲート絶縁膜の断面を示している(図16参照)。絶縁層31は例えば、図3に示すように、基板11の表面S1に順に積層された第1絶縁膜31a、第2絶縁膜31b、および第3絶縁膜31cを含む積層膜である。第1絶縁膜31aは例えば、酸化シリコン膜(SiO2膜)である。第2絶縁膜31bは例えば、窒化シリコン膜(SiN膜)である。第3絶縁膜31cは例えば、酸化シリコン膜(SiO2膜)である。
層間絶縁膜32は、基板11の表面S1に絶縁層31、電極層33、および遮光膜34を覆うように形成されている。層間絶縁膜32は例えば、酸化シリコン膜(SiO2膜)とその他の絶縁膜とを含む積層膜である。
電極層33は、基板11の表面S1に絶縁層31を介して形成されており、各画素トランジスタのゲート電極として機能する。図2は、後述する転送トランジスタTRYのゲート電極の断面を示している(図16参照)。電極層33は例えば、ポリシリコン層または金属層である。
遮光膜34は、基板11の表面S1に絶縁層31および電極層33を介して形成されており、電極層33に接している。また、上述のように遮光膜23が絶縁層31を貫通していることから、遮光膜34は、遮光膜23の下面にて遮光膜23に接している。これにより、本実施形態の遮光膜34は、遮光膜23を介して遮光膜27と電気的に接続されている。遮光膜34は例えば、タングステン(W)、アルミニウム(Al)、または銅(Cu)といった金属元素を含む膜であり、光を遮光する作用を有する。
なお、遮光膜34は、本実施形態では後述するように遮光膜23とは異なる工程で形成されるが、遮光膜23と同じ工程で形成されてもよい。この場合の遮光膜23および遮光膜34もそれぞれ、本開示の第1および第2遮光膜の例である。また、基板11外の遮光膜27は、本実施形態では基板11内の遮光膜27と同じ工程で形成されるが、基板11内の遮光膜27と異なる工程で形成されてもよい。この場合の基板11内の遮光膜27と基板11外の遮光膜27も、本開示の第3遮光膜の例である。
配線層36~39は、基板11の表面S1に順に設けられており、多層配線構造を形成している。具体的には、配線層36~39は、層間絶縁膜32内に設けられており、絶縁層31、電極層33、および遮光膜34の下方に配置されている。コンタクトプラグ35は、配線層36と電極層33との間や、配線層36と遮光膜34との間を電気的に接続している。ビアプラグ40は、配線層36~39の間を電気的に接続している。本実施形態の多層配線構造は、4層の配線層36~39を含んでいるが、3層以下または5層以上の配線層を含んでいてもよい。配線層36~39の各々は種々の配線を含んでおり、各画素トランジスタはこれらの配線を用いて駆動される。
支持基板41は、基板11の表面S1に層間絶縁膜32などを介して設けられており、基板11の強度を確保するために設けられている。支持基板41は例えば、シリコン(Si)基板などの半導体基板である。
層42は、絶縁層31、層間絶縁膜32、電極層33、遮光膜34、コンタクトプラグ35、配線層36~39、およびビアプラグ40を含んでいる。本実施形態の層42は、配線層36~39により形成された多層配線構造を含む多層配線層となっている。
本実施形態では、オンチップレンズ30に入射した光が、オンチップレンズ30により集光され、カラーフィルタ29を透過し、光電変換部12へと入射する。光電変換部12は、この光を光電変換により電荷に変換して、信号電荷を生成する。信号電荷は、配線層36~39内の垂直信号線8を介して、画素信号として出力される。
図4は、比較例の固体撮像装置の構造を示す断面図である。図4は、図1の画素アレイ領域2の縦断面を示しており、具体的には、画素アレイ領域2内の3つの画素1の縦断面を示している。
以下、図4を参照して、本比較例の固体撮像装置の構造について説明する。この説明の中で、図5も適宜参照する。図5は、本比較例の固体撮像装置の構造を示す拡大断面図である。
本比較例の溝21は、溝24と同様に、基板11の裏面S2側から基板11内に形成されており、第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27により満たされている。また、本比較例の溝21は、基板11は貫通しているが、絶縁層31は貫通していない。具体的には、本比較例の溝21は、図5に示すように、第2絶縁膜31bには達しているが、第3絶縁膜31cには達しておらず、その結果、遮光膜34には接していない。
次に、図2から図5を参照して、第1実施形態の固体撮像装置と、本比較例の固体撮像装置とを比較する。
本比較例では、溝21が絶縁層31を貫通していないことから、図4や図5に示すように、溝21内の遮光膜27と、基板11の表面S1の遮光膜34との間に、遮光膜が存在しない隙間が存在する。この隙間は、絶縁層31、第1絶縁膜25、および第2絶縁膜26で満たされているため、この隙間を光が透過することができる。その結果、この隙間からメモリ部16内に光が入り込み、PLS特性が悪化してしまう。また、一部の隙間で溝21が第2絶縁膜31bを貫通してしまうと(SiNブレイク)、SiNブレイクの生じた箇所と、SiNブレイクの生じなかった箇所との間で、固体撮像装置の白色特性のばらつきが生じてしまう。また、本比較例の溝21の側面を覆う絶縁膜は、ALDにより形成される第1絶縁膜25および第2絶縁膜26であるため、溝21の側面を覆う絶縁膜を薄膜化しにくいことが問題となる。その結果、溝21のサイズを大きくして、光電変換部12のサイズを小さくする必要が生じ、飽和信号量が減少してしまう。
なお、本比較例の溝21が絶縁層31を貫通すると、次のような問題が生じる。本比較例では、基板11の表面S1に遮光膜34を形成した後に、基板11の裏面S2側から基板11内に溝21を形成する。この場合、溝21が絶縁層31を貫通して遮光膜34に達していると、溝21内が熱リン酸水溶液などの薬液で処理される際に、遮光膜34が薬液にさらされてしまう。その結果、遮光膜34が薬液によりダメージを受けるという問題が生じる。よって、本比較例の溝21は、絶縁層31を貫通しないように形成される。
一方、本実施形態の溝21は、基板11および絶縁層31を貫通していることから、図2や図3に示すように、溝21内の遮光膜23と、基板11の表面S1の遮光膜34との間に、遮光膜が存在しない隙間が存在しない。よって、隙間からメモリ部16内に光が入り込む現象を抑制することが可能となる。また、各溝21が第2絶縁膜31bを貫通するように形成されるため、SiNブレイクに起因する白色特性のばらつきを抑制することが可能となる。また、本実施形態の溝21の側面を覆う絶縁膜は、酸化により形成される絶縁膜22であるため、溝21の側面を覆う絶縁膜を容易に薄膜化することが可能となる。また、本実施形態の第1絶縁膜25および第2絶縁膜26は、溝21内に形成する必要がないため、溝21のサイズを考慮せずに第1絶縁膜25および第2絶縁膜26の膜厚を調整することが可能となる。
なお、本実施形態では、基板11の表面S1に遮光膜34を形成する前に、基板11の表面S1側から基板11内に溝21を形成する。よって、溝21内が熱リン酸水溶液などの薬液で処理される際に、遮光膜34はまだ存在しないため、遮光膜34が薬液にさらされることはない。これにより、遮光膜34が薬液によりダメージを受けるという問題を回避することが可能となる。
以上のように、本実施形態によれば、遮光膜23と遮光膜34との間に隙間が生じることを抑制することが可能となり、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
図6から図11は、第1実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。
まず、基板11を用意する(図6のA)。本実施形態では、図6のBから図9のAに示す工程が、基板11の表面S1を上向きにし、基板11の裏面S2を下向きにした状態で実行される。
次に、基板11内に、各光電変換部12のp+型半導体領域13、n-型半導体領域14、およびp型半導体領域15と、各メモリ部16のp+型半導体領域17、n-型半導体領域18、およびp型半導体領域19と、その他の半導体領域20と、複数の溝21とを形成する(図6のB)。このようにして、基板11内に、複数の光電変換部12や複数のメモリ部16が形成される。一方、各溝21は、基板11の表面S1側から基板11内に形成され、互いに隣接する光電変換部12とメモリ部16との間に形成される。ただし、本実施形態の溝21は、図6のBの工程では、基板11を貫通しないように形成される。
次に、基板11の全面に絶縁膜51を形成する(図7のA)。その結果、絶縁膜51が、基板11の表面S1や、基板11の溝21内に形成される。絶縁膜51は例えば、窒化シリコン膜(SiN膜)である。本実施形態の絶縁膜51は、基板11の結晶欠陥ダメージを回復するために形成される。
次に、熱リン酸水溶液などの薬液を用いて基板11から絶縁膜51を除去した後、基板11の表面S1に絶縁層31を形成する(図7のB)。絶縁層31は、基板11の表面S1に第1絶縁膜31a、第2絶縁膜31b、および第3絶縁膜31cを順に形成することで形成される(図3参照)。なお、本実施形態の絶縁層31は溝21内には形成されず、基板11内および絶縁層31内に溝21が存在する構造が実現される。
次に、各溝21内に、絶縁膜22と遮光膜23とを順に形成する(図8のA)。具体的には、各溝21の側面および底面に絶縁膜22が形成され、各溝21内に絶縁膜22を介して遮光膜23が埋め込まれる。絶縁膜22は例えば、各溝21の側面および底面を酸化することで形成される。このようにして、遮光膜23が、互いに隣接する光電変換部12とメモリ部16との間に形成される。
次に、基板11の表面S1に絶縁層31を介して電極層33を形成し、基板11の表面S1に絶縁層31および電極層33を介して遮光膜34を形成する(図8のB)。このようにして、基板11の表面S1に、転送トランジスタTRYやその他の画素トランジスタが形成される(図16参照)。本実施形態の遮光膜34は、電極層33および遮光膜23に接するように形成される。なお、本実施形態では、遮光膜23が図8のAに示す工程で形成され、遮光膜34が図8のBに示す工程で形成されているが、代わりに、遮光膜23、34が共に図8のBに示す工程で電極層33の形成後に形成されてもよい。
次に、基板11の表面S1に、層間絶縁膜32と、コンタクトプラグ35と、配線層36~39と、ビアプラグ40とを形成する(図9のA)。図9のAに示す工程は例えば、基板11の表面S1に、層間絶縁膜32と配線層36~39とを交互に形成することで形成される。
次に、基板11の上下を反転させる(図9のB)。その結果、基板11の表面S1が下向きになり、基板11の裏面S2が上向きになる。なお、上述の支持基板41は例えば、図9のBに示す工程を行う直前に、基板11の表面S1に層間絶縁膜32などを介して接着させてもよい。
次に、基板11を裏面S2から薄膜化する(図10のA)。その結果、基板11の裏面S2が溝21まで低下し、溝21の底面から絶縁膜22が除去され、遮光膜23が基板11の裏面S2に露出する。このようにして、溝21や遮光膜23が、基板11および絶縁層31を貫通する形状に加工される。
次に、基板11内に複数の溝24を形成する(図10のB)。図10のBは、これら複数の溝24のうちの1つを示している。各溝24は、基板11の裏面S2側から基板11内に形成され、互いに隣接する光電変換部12とメモリ部16との間に形成される。本実施形態の溝24は、基板11を貫通しないように形成される。
次に、基板11の裏面S2や、基板11の各溝24内に、第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27を順に形成する(図11のA)。具体的には、各溝24の側面および底面に第1絶縁膜25および第2絶縁膜26が順に形成され、各溝24内に第1絶縁膜25および第2絶縁膜26を介して遮光膜27が埋め込まれる。これと同時に、第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27は、溝24の外部で基板11の裏面S2に順に積層される。このようにして、遮光膜27が、互いに隣接する光電変換部12とメモリ部16との間に形成される。第1絶縁膜25および第2絶縁膜26は例えば、ALDにより形成される。
本実施形態では、第1絶縁膜25と第2絶縁膜26とを貫通する開口部を、エッチングにより遮光膜23上に形成して、この開口部内に遮光膜23を露出させた後に、第2絶縁膜26上に遮光膜27を形成する。その結果、遮光膜27が、この開口部内で遮光膜23に接するように形成される。なお、本実施形態では、基板11内の遮光膜27と基板11外の遮光膜27が同じ工程で形成されているが、代わりに、基板11内の遮光膜27を形成する工程を実行してから、その後に基板11外の遮光膜27を形成する工程を実行してもよい。
次に、基板11の裏面S2を覆うように、基板11上に第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27を介して平坦化膜28を形成する(図10のB)。その結果、基板11の裏面S2上に平坦な面が形成される。
その後、平坦化膜28上に、図2に示すカラーフィルタ29とオンチップレンズ30とを順に形成する。このようにして、本実施形態の固体撮像装置が製造される。
図12から図15は、第1実施形態の変形例の固体撮像装置の製造方法を示す断面図である。図12から図15については、図6から図10との相違点を中心に説明し、図6から図10との共通点の説明は適宜省略する。
まず、基板11を用意する(図12のA)。次に、基板11内に、各光電変換部12のp+型半導体領域13、n-型半導体領域14、およびp型半導体領域15と、各メモリ部16のp+型半導体領域17、n-型半導体領域18、およびp型半導体領域19と、その他の半導体領域20と、各溝21の第1部分21aとを形成する(図12のB)。
各溝21の第1部分21aは、基板11の表面S1側から基板11内に形成され、互いに隣接する光電変換部12とメモリ部16との間に形成される。図12のBに示す各溝21の第1部分21aは、図6のBに示す各溝21と同様に基板11を貫通しないように形成されるが、図6のBに示す各溝21よりも浅く形成される。第1部分21aは例えば、基板11の表面S1側から基板11内にドライエッチングにより形成される。そのため、第1部分21aのX方向の幅は、基板11の表面S1側から裏面S2側に進むにつれ狭くなっている。
次に、図7のAおよびBに示す工程を実行し、基板11の表面S1に絶縁層31を形成した後、各溝21の第1部分21a内に、絶縁膜22と遮光膜23とを順に形成する(図13のA)。さらに、基板11の表面S1に絶縁層31を介して電極層33を形成し、基板11の表面S1に絶縁層31および電極層33を介して遮光膜34を形成する(図13のA)。本変形例の遮光膜34は、第1実施形態の遮光膜34と同様に、電極層33および遮光膜23に接するように形成される。また、本変形例の遮光膜34は、各溝21の第1部分21a内に形成されるため、遮光膜34のX方向の幅が、基板11の表面S1側から裏面S2側に進むにつれ狭くなっている。本変形例の遮光膜23、34はそれぞれ、本開示の第1および第2遮光膜の例である。次に、基板11の表面S1に、層間絶縁膜32と、コンタクトプラグ35と、配線層36~39と、ビアプラグ40とを形成した後、基板11の上下を反転させる(図13のB)。
次に、基板11を裏面S2から薄膜化する(図14のA)。その結果、基板11の裏面S2がある程度低下するが、溝21の第1部分21aまでは低下しない。次に、基板11内に複数の溝24と各溝21の第2部分21bとを形成する(図14のB)。図14のBは、これら複数の溝24のうちの1つを示している。
各溝24は、基板11の裏面S2側から基板11内に形成され、互いに隣接する光電変換部12とメモリ部16との間に形成される。本変形例の溝24は、第1実施形態の溝24と同様に、基板11を貫通しないように形成される。溝24は例えば、基板11の裏面S2側から基板11内にドライエッチングにより形成される。そのため、溝24のX方向の幅は、基板11の表面S1側から裏面S2側に進むにつれ広くなっている。
各溝21の第2部分21bは、基板11の裏面S2側から基板11内に形成され、互いに隣接する光電変換部12とメモリ部16との間に形成される。本変形例の各溝21の第2部分21bは、対応する第1部分21aに達するように形成される。このようにして、各溝21が、第1部分21aと第2部分21bとを含み、基板11内および絶縁層31内を貫通する形状へと加工される。第2部分21bは例えば、基板11の裏面S2側から基板11内にドライエッチングにより形成される。そのため、第2部分21bのX方向の幅は、基板11の表面S1側から裏面S2側に進むにつれ広くなっている。本変形例の溝21は、第1実施形態の溝21とおおむね同じ位置に形成されるが、本変形例の各溝21の側面の形状は、第1実施形態の各溝21の側面とは異なる形状を有している。
なお、図14Bに示す工程では、溝24と溝21の第2部分21bとを同時に形成しても順番に形成してもよいが、同時に形成することが望ましい。溝24と第2部分21bとを同時に形成する場合には、溝24の深さと第2部分21bの深さが同じになるように、溝21の第1部分21aの深さを設定することが望ましい。また、図14Bに示す工程では、各溝21の第1部分21aの底面から絶縁膜22を除去しても除去しなくてもよい。
次に、基板11の裏面S2や、基板11の各溝24内や、基板11の各溝21の第2部分21b内に、第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27を順に形成する(図15のA)。具体的には、各溝24や各第2部分21bの側面および底面に第1絶縁膜25および第2絶縁膜26が順に形成され、各溝24内や各第2部分21b内に第1絶縁膜25および第2絶縁膜26を介して遮光膜27が埋め込まれる。これと同時に、第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27は、溝24の外部で基板11の裏面S2に順に積層される。このようにして、遮光膜27が、溝24内または第2部分21b内で互いに隣接する光電変換部12とメモリ部16との間に形成される。本変形例の遮光膜27は、各溝24内や各第2部分21b内に形成されるため、基板11内の遮光膜27のX方向の幅が、各溝24内でも各第2部分21b内でも、基板11の表面S1側から裏面S2側に進むにつれ広くなっている。本変形例の遮光膜27は、本開示の第3遮光膜の例である。
本変形例では、第1絶縁膜25と第2絶縁膜26とを貫通する開口部を遮光膜23上に形成せずに、第2絶縁膜26上に遮光膜27を形成する。その結果、遮光膜27が、遮光膜23に接しないように形成される。一方、第1絶縁膜25と第2絶縁膜26とを貫通する開口部を遮光膜23上に形成してから、第2絶縁膜26上に遮光膜27を形成してもよい。この開口部は、第2部分21bの底面に形成された第1絶縁膜25と第2絶縁膜26とを貫通するように形成される。すなわち、この開口部は、溝21内に形成される。この場合、第2部分21bの形成時か開口部の形成時に第1部分21bの底面から絶縁膜22を除去しておけば、遮光膜27が、遮光膜23に接するように形成される。
次に、基板11上に第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27を介して平坦化膜28を形成する(図15のB)。その後、平坦化膜28上に、図2に示すカラーフィルタ29とオンチップレンズ30とを順に形成する。このようにして、本変形例の固体撮像装置が製造される。
図16は、第1実施形態の固体撮像装置の構造を示す平面図である。図16は、図1の画素アレイ2内の4つの画素1の平面構造を模式的に示している。
本実施形態では、各画素1内の光電変換部12とメモリ部16が、X方向に互いに隣接している。その結果、同じ画素1内の光電変換部12とメモリ部16だけでなく、異なる画素1内の光電変換部12とメモリ部16も、X方向に互いに隣接している。本実施形態の溝21や溝24は、同じ画素1内の光電変換部12とメモリ部16との間や、異なる画素1内の光電変換部12とメモリ部16との間に設けられている。これは、図2に示す溝21や溝24と同様である。図2は、図16に示すA-A’線に沿ったXZ断面を示している。
図16は、各画素1の転送トランジスタTRG、TRX、TRGと、画素1間で共有されている転送トランジスタ(排出トランジスタ)OFG、リセットトランジスタRST、増幅トランジスタAMP、選択トランジスタSEL、およびダミートランジスタ(Dummy)とを示している。これらの画素トランジスタは、基板11の表面S1に設けられている。図16はさらに、画素1間で共有されている浮遊拡散部FDと別の拡散部OFDとを示している。これらの拡散部は、基板11内の半導体領域20内に設けられている。
本実施形態の溝21と溝24は、図16に示すように、Y方向に延びる複数の直線上に配置されており、各直線上では、溝21と溝24が交互に配置されている。そのため、各直線上では、溝21と溝24が基板11内で互いにつながっている。このような溝21、24の詳細について、図17を参照して説明する。なお、図16に示す溝21、24の配置は、図6から図11に示す第1実施形態の固体撮像装置でも、図12から図15に示す第1実施形態の変形例の固体撮像装置でも共通である。
図17は、第1実施形態の固体撮像装置の構造(図17のA)と、第1実施形態の変形例の固体撮像装置の構造(図17のB)とを示す断面図である。図17のAおよびBは、図16に示すB-B’線に沿ったYZ断面を示している。
図17のAでは、溝21が基板11および絶縁層31を貫通しており、各溝21内に絶縁膜22および遮光膜23が形成されている。また、図17のAでは、溝24が基板11を貫通しておらず、各溝24内に第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27が形成されている。
図17のAに示す溝21と溝24とは、基板11内で互いにつながっている。ただし、溝21内の遮光膜23と、溝24内の遮光膜27との間には、絶縁膜22、第1絶縁膜25、および第2絶縁膜26が介在している。本実施形態の遮光膜23は、溝24内の遮光膜27ではなく、溝24外の遮光膜27と接している(図2参照)。
図17のBでは、溝21が、基板11および絶縁層31を貫通しているが、絶縁膜22および遮光膜23を含む領域だけでなく、第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27を含む領域も含んでいる。前者の領域は第1部分21aであり、後者の領域は第2部分21bである。図17のBは、後者の領域(第2部分21b)を破線で示している。また、図17のBでは、溝24が基板11を貫通しておらず、各溝24内に第1絶縁膜25、第2絶縁膜26、および遮光膜27が形成されている。
図17のBに示す溝21と溝24とは、基板11内において、破線で示す箇所で互いにつながっている。ただし、溝21の第1部分21a内の遮光膜23と、溝21の第2部分21b内および溝24内の遮光膜27との間には、絶縁膜22、第1絶縁膜25、および第2絶縁膜26が介在している。一方、溝21の第2部分21b内の遮光膜27と、溝24内の遮光膜27との間には、絶縁膜22、第1絶縁膜25、および第2絶縁膜26は介在していない。
図17のAに示す構造には、溝21を第1部分21aと第2部分21bとに分けて形成する必要がなく、溝21を容易に形成できるという利点がある。しかしながら、図17のAに示す構造では一般に、溝21のY方向の位置と、溝24のY方向の位置とを、高精度に位置合わせすることが求められる。一方、図17のBに示す構造には、このような位置合わせが不要になるという利点がある。
以上のように、本実施形態やその変形例では、基板11内の遮光膜21と、基板11の表面S1の遮光膜34とを、互いに接するように形成する。よって、本実施形態やその変形例によれば、遮光膜23と遮光膜34との間に隙間が生じることを抑制することが可能となるなど、好適な遮光膜を形成することが可能となる。
(応用例)
図18は、電子機器の構成例を示すブロック図である。図18に示す電気機器は、カメラ100である。
図18は、電子機器の構成例を示すブロック図である。図18に示す電気機器は、カメラ100である。
カメラ100は、レンズ群などを含む光学部101と、第1実施形態の固体撮像装置である撮像装置102と、カメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路103と、フレームメモリ104と、表示部105と、記録部106と、操作部107と、電源部108とを備えている。また、DSP回路103、フレームメモリ104、表示部105、記録部106、操作部107、および電源部108は、バスライン109を介して相互に接続されている。
光学部101は、被写体からの入射光(像光)を取り込んで、撮像装置102の撮像面上に結像する。撮像装置102は、光学部101により撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して、画素信号として出力する。
DSP回路103は、撮像装置102により出力された画素信号について信号処理を行う。フレームメモリ104は、撮像装置102で撮像された動画または静止画の1画面を記憶しておくためのメモリである。
表示部105は、例えば液晶パネルや有機ELパネルなどのパネル型表示装置を含んでおり、撮像装置102で撮像された動画または静止画を表示する。記録部106は、撮像装置102で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリなどの記録媒体に記録する。
操作部107は、ユーザによる操作の下に、カメラ100が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部108は、DSP回路103、フレームメモリ104、表示部105、記録部106、および操作部107の動作電源となる各種の電源を、これらの供給対象に対して適宜供給する。
撮像装置102として、第1実施形態の固体撮像装置を使用することで、良好な画像の取得が期待できる。
当該固体撮像装置は、その他の様々な製品に応用することができる。例えば、当該固体撮像装置は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボットなどの種々の移動体に搭載されてもよい。
図19は、移動体制御システムの構成例を示すブロック図である。図19に示す移動体制御システムは、車両制御システム200である。
車両制御システム200は、通信ネットワーク201を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図19に示した例では、車両制御システム200は、駆動系制御ユニット210と、ボディ系制御ユニット220と、車外情報検出ユニット230と、車内情報検出ユニット240と、統合制御ユニット250とを備えている。図19はさらに、統合制御ユニット250の構成部として、マイクロコンピュータ251と、音声画像出力部252と、車載ネットワークI/F(Interface)253とを示している。
駆動系制御ユニット210は、各種プログラムに従って、車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット210は、内燃機関や駆動用モータなどの車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置や、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構や、車両の舵角を調節するステアリング機構や、車両の制動力を発生させる制動装置などの制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット220は、各種プログラムに従って、車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット220は、スマートキーシステム、キーレスエントリシステム、パワーウィンドウ装置、各種ランプ(例えば、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー、フォグランプ)などの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット220には、鍵を代替する携帯機から発信される電波または各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット220は、このような電波または信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプなどを制御する。
車外情報検出ユニット230は、車両制御システム200を搭載した車両の外部の情報を検出する。車外情報検出ユニット230には、例えば撮像部231が接続される。車外情報検出ユニット230は、撮像部231に車外の画像を撮像させると共に、撮像された画像を撮像部231から受信する。車外情報検出ユニット230は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識、路面上の文字などの物体検出処理または距離検出処理を行ってもよい。
撮像部231は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部231は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。撮像部231が受光する光は、可視光であってもよいし、赤外線などの非可視光であってもよい。撮像部231は、第1実施形態の固体撮像装置を含んでいる。
車内情報検出ユニット240は、車両制御システム200を搭載した車両の内部の情報を検出する。車内情報検出ユニット240には例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部241が接続される。例えば、運転者状態検出部241は、運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット240は、運転者状態検出部241から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合いまたは集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。このカメラは、第1実施形態の固体撮像装置を含んでいてもよく、例えば、図18に示すカメラ100でもよい。
マイクロコンピュータ251は、車外情報検出ユニット230または車内情報検出ユニット240で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構、または制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット210に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ251は、車両の衝突回避、衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、衝突警告、レーン逸脱警告などのADAS(Advanced Driver Assistance System)の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ251は、車外情報検出ユニット230または車内情報検出ユニット240で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構、または制動装置を制御することにより、運転者の操作によらずに自律的に走行する自動運転などを目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ251は、車外情報検出ユニット230で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット220に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ251は、車外情報検出ユニット230で検知した先行車または対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替えるなどの防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部252は、車両の搭乗者または車外に対して視覚的または聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置に、音声および画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図19の例では、このような出力装置として、オーディオスピーカ261、表示部262、およびインストルメントパネル263が示されている。表示部262は例えば、オンボードディスプレイまたはヘッドアップディスプレイを含んでいてもよい。
図20は、図19の撮像部231の設定位置の具体例を示す平面図である。
図20に示す車両300は、撮像部231として、撮像部301、302、303、304、305を備えている。撮像部301、302、303、304、305は例えば、車両300のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア、車室内のフロントガラスの上部などの位置に設けられる。
フロントノーズに備えられる撮像部301は、主として車両300の前方の画像を取得する。左のサイドミラーに備えられる撮像部302と、右のサイドミラーに備えられる撮像部303は、主として車両300の側方の画像を取得する。リアバンパまたはバックドアに備えられる撮像部304は、主として車両300の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部305は、主として車両300の前方の画像を取得する。撮像部305は例えば、先行車両、歩行者、障害物、信号機、交通標識、車線などの検出に用いられる。
図20は、撮像部301、302、303、304(以下「撮像部301~304」と表記する)の撮像範囲の例を示している。撮像範囲311は、フロントノーズに設けられた撮像部301の撮像範囲を示す。撮像範囲312は、左のサイドミラーに設けられた撮像部302の撮像範囲を示す。撮像範囲313は、右のサイドミラーに設けられた撮像部303の撮像範囲を示す。撮像範囲314は、リアバンパまたはバックドアに設けられた撮像部304の撮像範囲を示す。例えば、撮像部301~304で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両300を上方から見た俯瞰画像が得られる。以下、撮像範囲311、312、313、314を「撮像範囲311~314」と表記する。
撮像部301~304の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部301~304の少なくとも1つは、複数の撮像装置を含むステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像装置であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ251(図19)は、撮像部301~304から得られた距離情報を基に、撮像範囲311~314内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両300に対する相対速度)を算出する。マイクロコンピュータ251は、これらの算出結果に基づいて、車両300の進行路上にある最も近い立体物で、車両300とほぼ同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を、先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ251は、先行車の手前にあらかじめ確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように、この例によれば、運転者の操作によらずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ251は、撮像部301~304から得られた距離情報を基に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ251は、車両300の周辺の障害物を、車両300のドライバが視認可能な障害物と、視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ251は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ261や表示部262を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット210を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部301~304の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ251は、撮像部301~304の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで、歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は例えば、赤外線カメラとしての撮像部301~304の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順により行われる。マイクロコンピュータ251が、撮像部301~304の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部252は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部262を制御する。また、音声画像出力部252は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部262を制御してもよい。
図21は、本開示に係る技術(本技術)が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
図21では、術者(医師)531が、内視鏡手術システム400を用いて、患者ベッド533上の患者532に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム400は、内視鏡500と、気腹チューブ511やエネルギー処置具512等の、その他の術具510と、内視鏡500を支持する支持アーム装置520と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート600と、から構成される。
内視鏡500は、先端から所定の長さの領域が患者532の体腔内に挿入される鏡筒501と、鏡筒501の基端に接続されるカメラヘッド502と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒501を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡500を図示しているが、内視鏡500は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
鏡筒501の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡500には光源装置603が接続されており、当該光源装置603によって生成された光が、鏡筒501の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者532の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡500は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
カメラヘッド502の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光(観察光)は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、RAWデータとしてカメラコントロールユニット(CCU: Camera Control Unit)601に送信される。
CCU601は、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)等によって構成され、内視鏡500及び表示装置602の動作を統括的に制御する。さらに、CCU601は、カメラヘッド502から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理(デモザイク処理)等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
表示装置602は、CCU601からの制御により、当該CCU601によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
光源装置603は、例えばLED(Light Emitting Diode)等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡500に供給する。
入力装置604は、内視鏡手術システム11000に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置604を介して、内視鏡手術システム400に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡500による撮像条件(照射光の種類、倍率及び焦点距離等)を変更する旨の指示等を入力する。
処置具制御装置605は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具512の駆動を制御する。気腹装置606は、内視鏡500による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者532の体腔を膨らめるために、気腹チューブ511を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ607は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ608は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
なお、内視鏡500に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置603は、例えばLED、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。RGBレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色(各波長)の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置603において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、RGBレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド502の撮像素子の駆動を制御することにより、RGBそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
また、光源装置603は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド502の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
また、光源装置603は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光(すなわち、白色光)に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察(Narrow Band Imaging)が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること(自家蛍光観察)、又はインドシアニングリーン(ICG)等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置603は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び/又は励起光を供給可能に構成され得る。
図22は、図21に示すカメラヘッド502及びCCU601の機能構成の一例を示すブロック図である。
カメラヘッド502は、レンズユニット701と、撮像部702と、駆動部703と、通信部704と、カメラヘッド制御部705と、を有する。CCU601は、通信部711と、画像処理部712と、制御部713と、を有する。カメラヘッド502とCCU601とは、伝送ケーブル700によって互いに通信可能に接続されている。
レンズユニット701は、鏡筒501との接続部に設けられる光学系である。鏡筒501の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド502まで導光され、当該レンズユニット701に入射する。レンズユニット701は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
撮像部702は、撮像素子で構成される。撮像部702を構成する撮像素子は、1つ(いわゆる単板式)であってもよいし、複数(いわゆる多板式)であってもよい。撮像部702が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってRGBそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部702は、3D(Dimensional)表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための1対の撮像素子を有するように構成されてもよい。3D表示が行われることにより、術者531は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部702が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット701も複数系統設けられ得る。撮像部702は、例えば第1実施形態の固体撮像装置である。
また、撮像部702は、必ずしもカメラヘッド502に設けられなくてもよい。例えば、撮像部702は、鏡筒501の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
駆動部703は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部705からの制御により、レンズユニット701のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部702による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
通信部704は、CCU601との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部704は、撮像部702から得た画像信号をRAWデータとして伝送ケーブル700を介してCCU601に送信する。
また、通信部704は、CCU601から、カメラヘッド502の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部705に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに/又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてCCU601の制御部713によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるAE(Auto Exposure)機能、AF(Auto Focus)機能及びAWB(Auto White Balance)機能が内視鏡500に搭載されていることになる。
カメラヘッド制御部705は、通信部704を介して受信したCCU601からの制御信号に基づいて、カメラヘッド502の駆動を制御する。
通信部711は、カメラヘッド502との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部711は、カメラヘッド502から、伝送ケーブル700を介して送信される画像信号を受信する。
また、通信部711は、カメラヘッド502に対して、カメラヘッド502の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
画像処理部712は、カメラヘッド502から送信されたRAWデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
制御部713は、内視鏡500による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部713は、カメラヘッド502の駆動を制御するための制御信号を生成する。
また、制御部713は、画像処理部712によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置602に表示させる。この際、制御部713は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部713は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具512の使用時のミスト等を認識することができる。制御部713は、表示装置602に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者531に提示されることにより、術者531の負担を軽減することや、術者531が確実に手術を進めることが可能になる。
カメラヘッド502及びCCU601を接続する伝送ケーブル700は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
ここで、図示する例では、伝送ケーブル700を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド502とCCU601との間の通信は無線で行われてもよい。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更を加えて実施してもよい。例えば、2つ以上の実施形態を組み合わせて実施してもよい。
なお、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
(1)
光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素と、
前記基板内に設けられた第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素と、
前記基板内にて、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に設けられた第1遮光膜と、
前記基板の前記第1面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第1遮光膜に接している第2遮光膜と、
を備える固体撮像装置。
光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素と、
前記基板内に設けられた第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素と、
前記基板内にて、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に設けられた第1遮光膜と、
前記基板の前記第1面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第1遮光膜に接している第2遮光膜と、
を備える固体撮像装置。
(2)
前記基板の前記第2面上に設けられ、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なっており、前記第1遮光膜に接している第3遮光膜をさらに備える、(1)に記載の固体撮像装置。
前記基板の前記第2面上に設けられ、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なっており、前記第1遮光膜に接している第3遮光膜をさらに備える、(1)に記載の固体撮像装置。
(3)
前記第1遮光膜の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっている、(1)に記載の固体撮像装置。
前記第1遮光膜の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっている、(1)に記載の固体撮像装置。
(4)
前記多層配線層は、前記基板の前記第1面に設けられた絶縁層を含み、
前記第1遮光膜は、前記基板内および前記絶縁層内に設けられている、(1)に記載の固体撮像装置。
前記多層配線層は、前記基板の前記第1面に設けられた絶縁層を含み、
前記第1遮光膜は、前記基板内および前記絶縁層内に設けられている、(1)に記載の固体撮像装置。
(5)
前記絶縁膜は、トランジスタのゲート絶縁膜として機能する、(4)に記載の固体撮像装置。
前記絶縁膜は、トランジスタのゲート絶縁膜として機能する、(4)に記載の固体撮像装置。
(6)
前記第2遮光膜は、前記第1遮光膜と、前記トランジスタの電極層とに接している、(5)に記載の固体撮像装置。
前記第2遮光膜は、前記第1遮光膜と、前記トランジスタの電極層とに接している、(5)に記載の固体撮像装置。
(7)
前記第1遮光膜は、前記基板を貫通する第1溝内に設けられている、(1)に記載の固体撮像装置。
前記第1遮光膜は、前記基板を貫通する第1溝内に設けられている、(1)に記載の固体撮像装置。
(8)
前記第1溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっている、(7)に記載の固体撮像装置。
前記第1溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっている、(7)に記載の固体撮像装置。
(9)
前記第3遮光膜は、前記基板の前記第2面上と、前記基板を貫通しない第2溝内とに設けられている、(2)に記載の固体撮像装置。
前記第3遮光膜は、前記基板の前記第2面上と、前記基板を貫通しない第2溝内とに設けられている、(2)に記載の固体撮像装置。
(10)
前記第2溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっている、(9)に記載の固体撮像装置。
前記第2溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっている、(9)に記載の固体撮像装置。
(11)
光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素と、
前記基板内に設けられた第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素と、
前記基板を貫通しており、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に設けられた第1溝であって、前記基板内にて前記第1面側に設けられた第1部分と、前記基板内にて前記第2面側に設けられた第2部分とを含む第1溝と、
前記第1部分内に設けられた第1遮光膜と、
前記基板の前記第1面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第1遮光膜に接している第2遮光膜と、
を備える固体撮像装置。
光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素と、
前記基板内に設けられた第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素と、
前記基板を貫通しており、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に設けられた第1溝であって、前記基板内にて前記第1面側に設けられた第1部分と、前記基板内にて前記第2面側に設けられた第2部分とを含む第1溝と、
前記第1部分内に設けられた第1遮光膜と、
前記基板の前記第1面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第1遮光膜に接している第2遮光膜と、
を備える固体撮像装置。
(12)
前記第1部分の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっており、
前記第2部分の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっている、
(11)に記載の固体撮像装置。
前記第1部分の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっており、
前記第2部分の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっている、
(11)に記載の固体撮像装置。
(13)
前記基板の前記第2面上と、前記第2部分内とに設けられ、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なっている第3遮光膜をさらに備える、(11)に記載の固体撮像装置。
前記基板の前記第2面上と、前記第2部分内とに設けられ、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なっている第3遮光膜をさらに備える、(11)に記載の固体撮像装置。
(14)
前記第3遮光膜はさらに、前記基板を貫通しない第2溝内に設けられている、(13)に記載の固体撮像装置。
前記第3遮光膜はさらに、前記基板を貫通しない第2溝内に設けられている、(13)に記載の固体撮像装置。
(15)
前記第2溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっている、(14)に記載の固体撮像装置。
前記第2溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっている、(14)に記載の固体撮像装置。
(16)
前記第1溝と前記第2溝は、前記基板内で互いにつながっている、(14)に記載の固体撮像装置。
前記第1溝と前記第2溝は、前記基板内で互いにつながっている、(14)に記載の固体撮像装置。
(17)
光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板を用意し、
前記基板内に第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素を形成し、
前記基板内に第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素を形成し、
前記基板内にて、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に第1遮光膜を形成し、
前記基板の前記第1面側に多層配線層を形成し、
前記多層配線層内に、前記第1遮光膜に接する第2遮光膜を形成する、
ことを含む固体撮像装置の製造方法。
光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板を用意し、
前記基板内に第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素を形成し、
前記基板内に第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素を形成し、
前記基板内にて、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に第1遮光膜を形成し、
前記基板の前記第1面側に多層配線層を形成し、
前記多層配線層内に、前記第1遮光膜に接する第2遮光膜を形成する、
ことを含む固体撮像装置の製造方法。
(18)
前記基板を貫通する第1溝を形成することをさらに含み、
前記第1遮光膜は、前記基板の前記第1面側から前記第1溝内に形成される、
(17)に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記基板を貫通する第1溝を形成することをさらに含み、
前記第1遮光膜は、前記基板の前記第1面側から前記第1溝内に形成される、
(17)に記載の固体撮像装置の製造方法。
(19)
前記基板の前記第2面上に、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なり、前記第1遮光膜に接する第3遮光膜を形成することをさらに含む、(17)に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記基板の前記第2面上に、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なり、前記第1遮光膜に接する第3遮光膜を形成することをさらに含む、(17)に記載の固体撮像装置の製造方法。
(20)
前記基板を貫通しない第2溝を形成することをさらに含み、
前記第3遮光膜は、前記基板の前記第2面に形成され、かつ、前記基板の前記第2面側から前記第2溝内に形成される、
(19)に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記基板を貫通しない第2溝を形成することをさらに含み、
前記第3遮光膜は、前記基板の前記第2面に形成され、かつ、前記基板の前記第2面側から前記第2溝内に形成される、
(19)に記載の固体撮像装置の製造方法。
1:画素、2:画素アレイ領域、3:制御回路、
4:垂直駆動回路、5:カラム信号処理回路、6:水平駆動回路、
7:出力回路、8:垂直信号線、9:水平信号線、
11:基板、12:光電変換部、13:p+型半導体領域、14:n-型半導体領域、
15:p型半導体領域、16:メモリ部、17:p+型半導体領域、
18:n-型半導体領域、19:p型半導体領域、20:その他の半導体領域、
21:溝、21a:第1部分、21b:第2部分、22:絶縁膜、23:遮光膜、
24:溝、25:第1絶縁膜、26:第2絶縁膜、27:遮光膜、
28:平坦化膜、29:カラーフィルタ、30:オンチップレンズ、
31:絶縁層、31a:第1絶縁膜、31b:第2絶縁膜、31c:第3絶縁膜、
32:層間絶縁膜、33:電極層、34:遮光膜、35:コンタクトプラグ、
36:配線層、37:配線層、38:配線層、39:配線層、40:ビアプラグ、
41:支持基板、42:層、51:絶縁膜
4:垂直駆動回路、5:カラム信号処理回路、6:水平駆動回路、
7:出力回路、8:垂直信号線、9:水平信号線、
11:基板、12:光電変換部、13:p+型半導体領域、14:n-型半導体領域、
15:p型半導体領域、16:メモリ部、17:p+型半導体領域、
18:n-型半導体領域、19:p型半導体領域、20:その他の半導体領域、
21:溝、21a:第1部分、21b:第2部分、22:絶縁膜、23:遮光膜、
24:溝、25:第1絶縁膜、26:第2絶縁膜、27:遮光膜、
28:平坦化膜、29:カラーフィルタ、30:オンチップレンズ、
31:絶縁層、31a:第1絶縁膜、31b:第2絶縁膜、31c:第3絶縁膜、
32:層間絶縁膜、33:電極層、34:遮光膜、35:コンタクトプラグ、
36:配線層、37:配線層、38:配線層、39:配線層、40:ビアプラグ、
41:支持基板、42:層、51:絶縁膜
Claims (20)
- 光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素と、
前記基板内に設けられた第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素と、
前記基板内にて、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に設けられた第1遮光膜と、
前記基板の前記第1面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第1遮光膜に接している第2遮光膜と、
を備える固体撮像装置。 - 前記基板の前記第2面上に設けられ、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なっており、前記第1遮光膜に接している第3遮光膜をさらに備える、請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記第1遮光膜の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっている、請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記多層配線層は、前記基板の前記第1面に設けられた絶縁層を含み、
前記第1遮光膜は、前記基板内および前記絶縁層内に設けられている、請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記絶縁膜は、トランジスタのゲート絶縁膜として機能する、請求項4に記載の固体撮像装置。
- 前記第2遮光膜は、前記第1遮光膜と、前記トランジスタの電極層とに接している、請求項5に記載の固体撮像装置。
- 前記第1遮光膜は、前記基板を貫通する第1溝内に設けられている、請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記第1溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっている、請求項7に記載の固体撮像装置。
- 前記第3遮光膜は、前記基板の前記第2面上と、前記基板を貫通しない第2溝内とに設けられている、請求項2に記載の固体撮像装置。
- 前記第2溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっている、請求項9に記載の固体撮像装置。
- 光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板と、
前記基板内に設けられた第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素と、
前記基板内に設けられた第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素と、
前記基板を貫通しており、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に設けられた第1溝であって、前記基板内にて前記第1面側に設けられた第1部分と、前記基板内にて前記第2面側に設けられた第2部分とを含む第1溝と、
前記第1部分内に設けられた第1遮光膜と、
前記基板の前記第1面側に設けられた多層配線層と、
前記多層配線層内に設けられ、前記第1遮光膜に接している第2遮光膜と、
を備える固体撮像装置。 - 前記第1部分の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ狭くなっており、
前記第2部分の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっている、
請求項11に記載の固体撮像装置。 - 前記基板の前記第2面上と、前記第2部分内とに設けられ、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なっている第3遮光膜をさらに備える、請求項11に記載の固体撮像装置。
- 前記第3遮光膜はさらに、前記基板を貫通しない第2溝内に設けられている、請求項13に記載の固体撮像装置。
- 前記第2溝の幅は、前記第1面側から前記第2面側に進むにつれ広くなっている、請求項14に記載の固体撮像装置。
- 前記第1溝と前記第2溝は、前記基板内で互いにつながっている、請求項14に記載の固体撮像装置。
- 光入射面の反対面となる第1面と、前記光入射面となる第2面とを有する基板を用意し、
前記基板内に第1光電変換部と第1電荷蓄積部とを有する第1画素を形成し、
前記基板内に第2光電変換部と第2電荷蓄積部とを有する第2画素を形成し、
前記基板内にて、隣接する前記第2光電変換部と前記第1電荷蓄積部との間に第1遮光膜を形成し、
前記基板の前記第1面側に多層配線層を形成し、
前記多層配線層内に、前記第1遮光膜に接する第2遮光膜を形成する、
ことを含む固体撮像装置の製造方法。 - 前記基板を貫通する第1溝を形成することをさらに含み、
前記第1遮光膜は、前記基板の前記第1面側から前記第1溝内に形成される、
請求項17に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記基板の前記第2面上に、前記第1電荷蓄積部と平面視で重なり、前記第1遮光膜に接する第3遮光膜を形成することをさらに含む、請求項17に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記基板を貫通しない第2溝を形成することをさらに含み、
前記第3遮光膜は、前記基板の前記第2面に形成され、かつ、前記基板の前記第2面側から前記第2溝内に形成される、
請求項19に記載の固体撮像装置の製造方法。
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