JP5327146B2 - 固体撮像装置とその製造方法、及びカメラ - Google Patents
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Description
図18に従来の裏面照射型固体撮像装置の要部における概略断面構成を示す。図18に示す断面図は、特に、裏面照射型固体撮像装置裏面側の周辺領域に形成したパッド部60を含む領域に位置するものである。
すなわち、高い湿度下などの環境において配線52が吸湿して劣化する虞れがある。さらに、最先端のCMOSプロセスにおいて、多層配線層51の層間膜に用いられる層間絶縁膜61として低誘電率膜などを用いるが、この低誘電率膜そのものが高い湿度により、膜質が劣化するなど、層間絶縁膜61も、湿度に対する耐性が無いという問題がある。
また、パッド部5の1つは、グランド接続部(以下、グランド接続パッド部という)5gとして用いられる。このグランド接続パッド部5gにおいて、後述するように遮光膜18がグランド配線に接続される。グランド接続パッド部5gは、他のパッド部5と同様の工程において形成される開口を有している。
この構成体を形成する方法としては、例えば、別基板上で半導体層10と多層配線層9を作成し、多層配線層9の上面に、支持基板8を貼り合わせ、Si層10が形成されている基板を除去する方法がある。
なお、図5Bに示す、図1のB−B線上に沿った断面構成においては、有効画素3aまたはオプティカルブラック領域3bが含まれていないため、Si層10において、フォトダイオード11は形成されていない。
本実施形態例においては、フォトダイオード11が形成されるSi層10に対して多層配線層9が形成される側を表面側とし、反射防止膜が形成される側を裏面側とする。
例えば、図9Aに示すように、遮光膜18は、パッド部5となる開口16においては成膜されておらず、オプティカルブラック領域3bには成膜されている。
また、図9Bに示すように、グランド接続パッド部5gとなる開口16の側壁及び底部には遮光膜18が成膜されている。そして、グランド接続パッド部5gの開口16底部において、遮光膜18とグランド配線15が接続される。従って、形成された遮光膜18は、グランド電位に固定される。本実施形態例においては、SiO2膜17を成膜する前の工程において、開口16が形成される。このため、開口16の1つを、グランド配線が露出されるグランド接続パッド部5gとして形成し、遮光膜18を成膜する工程においてグランド接続パッド部5gの開口16に遮光膜18が成膜されることにより、遮光膜18をグランド電位に固定することができる。また、このとき開口16の側壁にはSiO2膜17が成膜されているので、側壁部分に形成される遮光膜18がSi層10や多層配線層9に直接接触しない。
本実施形態例の固体撮像装置は、図1に示した固体撮像装置1と同様の構成を有するものである。従って、図16Aは、図1におけるA−A断面構成とし、図16Bは図1におけるB−B断面構成とする。
本実施形態例では、第1の実施形態と同様に、有効画素3aに対応する遮光膜22のエッチングは成されるが、パッド部5の開口16に対応する遮光膜22はエッチングされない。しかし、パッド部5の開口16に対応する遮光膜22部分が、グランド接続パッド部5gを含む他の遮光膜22と電気的に絶縁されるように、エッチングにより遮光膜22を一部除去して、絶縁部23を設ける。このように、絶縁部23を設けることにより、パッド部5の開口16に対応する遮光膜22部分が、グランド接続パッド部5gに成膜される遮光膜22を含む他の遮光膜22から切り離される。従って、本実施形態例では、パッド部5の開口16に対応する遮光膜22と、グランド接続パッド部5gの開口16に対応する遮光膜22は絶縁部23により断絶されているため、両者は絶縁状態となる。
また、Auからなるワイヤボンディング24と、半導体層を構成するSi層10との間にリーク電流が流れることを防ぐことができる。そして、多層配線層9の層間絶縁膜14が開口16に露出することも防ぐことが可能となり、多層配線層9に用いられる金属配線の吸湿及び開口16側壁に露出する層間絶縁膜14自体の吸湿も防ぐことが可能となる。さらに、パッド部5の開口16側壁に金属層(遮光膜22)を設けることにより、開口16側壁に設けた絶縁膜(SiO2膜17)のパッシベーション能力をより大きくすることができる。
Claims (21)
- 光電変換部と画素トランジスタからなる複数の画素が形成された半導体層を有し、
前記半導体層の一方の面側に多層配線層が形成され、前記半導体層の他方の面側から光が入射される固体撮像装置であって、
前記半導体層の他方の面側に複数のパッド部が形成され、
前記各パッド部に前記多層配線層中の導電層に達する開口が形成され、
前記半導体層の他方の面上から前記開口内の側壁に延長して形成された絶縁膜であって、前記開口内において前記半導体層に接して設けられ、前記半導体層を絶縁被覆する絶縁膜と、
前記半導体層の他方の面上において前記半導体層に接して設けられた絶縁膜上に形成された遮光膜と、
前記半導体層に接して設けられた絶縁膜との間に前記遮光膜を挟んで設けられ、前記半導体層の他方の面上から前記開口内の側壁に延長して形成された他の絶縁膜とを備え、
前記複数のパッド部のうちの一部を除く他のパッド部においては、前記半導体層に接して設けられた絶縁膜と前記他の絶縁膜とから前記導電層が露出していると共に、当該半導体層に接して設けられた絶縁膜と当該他の絶縁膜とが当該導電層に接している
固体撮像装置。 - 前記開口は、前記多層配線層中の導電層のうち、前記半導体層から最も遠く配置された導電層に達している
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記遮光膜は、前記複数のパッド部のうちの一部を除く他のパッド部を露出すると共に、一部のパッド部における前記開口内の側壁から底部にわたって設けられ当該開口の底部において前記導電層に接続されている
請求項1又は2に記載の固体撮像装置。 - 前記遮光膜が接続される前記導電層は、接地電位が供給される導電層である
請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記半導体層に接して設けられた絶縁膜は反射防止膜である
請求項1〜4のいずれか一項に記載の固体撮像装置。 - 前記半導体層に接して設けられた絶縁膜は反射防止膜であり、前記他の絶縁膜は前記遮光膜上に形成されたパッシベーション膜である
請求項1〜5のいずれか一項に記載の固体撮像装置。 - 前記開口の底部に露出した前記導電層にボンディングワイヤが接続される
請求項1〜6のいずれか一項記載の固体撮像装置。 - 光電変換部と画素トランジスタからなる複数の画素が形成された半導体層の一方の面側に多層配線層を形成する工程と、
前記半導体層の他方の面側の各パッド部に対応する部分に、前記多層配線層中の導電層に達する開口を形成する工程と、
前記半導体層の他方の面上から前記開口内の側壁に延長して当該開口内の当該半導体層を絶縁被覆し、当該開口内において当該半導体層に接して設けられた絶縁膜を形成する工程と、
前記半導体層の他方の面上であって、前記半導体層に接して設けられた絶縁膜上に、遮光膜を形成する工程と、
前記半導体層に接して設けられた絶縁膜上に、前記遮光膜を介して前記半導体層の他方の面上から前記開口内の側壁に延長して、他の絶縁膜を形成する工程とを備え、
前記半導体層に接して設けられた絶縁膜を形成する工程では、前記導電層を露出させると共に、当該半導体層に接して設けられた絶縁膜を当該導電層に接して形成し、
前記他の絶縁膜を形成する工程では、前記複数のパッド部のうちの一部を除く他のパッド部において、前記導電層を露出させると共に、当該他の絶縁膜を当該導電層に接して形成する
固体撮像装置の製造方法。 - 前記開口を形成する工程では、前記多層配線層中の導電層のうち、前記半導体層から最も遠く配置された導電層に達する開口を形成する
請求項8記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記遮光膜を形成する工程では、前記複数のパッド部のうちの一部を除く他のパッド部を露出させると共に、一部のパッド部における前記開口内の側壁から底部にわたって当該遮光膜を形成し当該開口の底部において当該遮光膜を前記導電層に接続させる
請求項8又は9に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記遮光膜を形成する工程では、前記導電層のうち接地電位が供給される導電層に当該遮光膜を接続させる
請求項10に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記開口の底部に露出した前記導電層にボンディングワイヤを接続する工程を有する
請求項8〜11のいずれか一項に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記半導体層に接して形成する絶縁膜に反射防止膜を用いる
請求項8〜12のいずれか一項に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記他の絶縁膜に、パッシベーション膜を用いる
請求項8〜13のいずれか一項に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 固体撮像装置と光学レンズと信号処理手段とを備え、
前記固体撮像装置は、光電変換部と画素トランジスタからなる複数の画素が形成された半導体層を有し、前記半導体層の一方の面側に多層配線層が形成され、前記半導体層の他方の面側から光が入射される固体撮像装置であって、
前記半導体層の他方の面側に複数のパッド部が形成され、
前記各パッド部に前記多層配線層中の導電層に達する開口が形成され、
前記半導体層の他方の面上から前記開口内の側壁に延長して形成された絶縁膜であって、前記開口内において前記半導体層に接して設けられ、前記半導体層を絶縁被覆する絶縁膜と、
前記半導体層の他方の面上において前記半導体層に接して設けられた絶縁膜上に形成された遮光膜と、
前記半導体層に接して設けられた絶縁膜との間に前記遮光膜を挟んで設けられ、前記半導体層の他方の面上から前記開口内の側壁に延長して形成された他の絶縁膜とを備え、
前記複数のパッド部のうちの一部を除く他のパッド部においては、前記半導体層に接して設けられた絶縁膜と前記他の絶縁膜とから前記導電層が露出していると共に、当該半導体層に接して設けられた絶縁膜と当該他の絶縁膜とが当該導電層に接している
カメラ。 - 前記開口は、前記多層配線層中の導電層のうち、前記半導体層から最も遠く配置された導電層に達している
請求項15記載のカメラ。 - 前記遮光膜は、前記複数のパッド部のうちの一部を除く他のパッド部を露出すると共に、一部のパッド部における前記開口内の側壁から底部にわたって設けられ当該開口の底部において前記導電層に接続されている
請求項15又は16に記載のカメラ。 - 前記遮光膜が接続される前記導電層は、接地電位が供給される導電層である
請求項17に記載の固体撮像装置。 - 前記半導体層に接して設けられた絶縁膜は反射防止膜である
請求項15〜18のいずれか一項に記載のカメラ。 - 前記他の絶縁膜は前記遮光膜上に形成されたパッシベーション膜である
請求項15〜19のいずれか一項に記載のカメラ。 - 前記開口の底部に露出した前記導電層にボンディングワイヤが接続される
請求項15〜20のいずれか一項に記載のカメラ。
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