JP6368177B2 - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1、2及び3を参照して、本発明の一部の実施形態による固体撮像装置の製造方法を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態における固体撮像装置100の構成例を模式的に示す平面図である。図1において、本実施形態における固体撮像装置100は、その中央部に有効画素領域101を有し、この有効画素領域101の外周にオプティカルブラック画素領域102を有している。さらにオプティカルブラック画素領域102の外周には、周辺回路部(図示せず)が設けられている。図1ではオプティカルブラック画素領域102が有効画素領域101のすべての辺に隣接しているが、オプティカルブラック画素領域102は有効画素領域101の一部のみに隣接するように配置されてもよい。
図4及び5を参照して、本発明の第2の実施形態による固体撮像装置400の構造及び製造方法を説明する。固体撮像装置400の平面図は、図1に示した固体撮像装置100の平面図と同様であってもよい。図4は、図1の破線A−A’における固体撮像装置400の構成例を模式的に示した断面図である。固体撮像装置400は、層間絶縁膜251の代わりに層間絶縁膜451を有する点で固体撮像装置100とは異なり、他の点は同じであってもよい。そこで、以下では層間絶縁膜451の構造及び製造工程に焦点を当てて説明し、固体撮像装置100と同様の構成要素については重複する説明を省略する。
次に図5(b)に示すように、有効画素領域101及びオプティカルブラック画素領域102の上の、層間絶縁膜204及び配線層205を覆うように銅拡散防止層401を、例えばCVD法によって成膜する。この銅拡散防止層401は例えばシリコン窒化膜を用いる。これに積層するように、水素濃度の高い絶縁層207を、例えばCVD法によって成膜する。この絶縁層207は、例えばシリコン酸化膜を用いる。
図6及び7を参照して、本発明の第3の実施形態による固体撮像装置600の構造及び製造方法を説明する。固体撮像装置600の平面図は、図1に示した固体撮像装置100の平面図と同様であってもよい。図6は、図1の破線A−A’における固体撮像装置600の構成例を模式的に示した断面図である。固体撮像装置600は、層間絶縁膜251の代わりに層間絶縁膜651を有する点で固体撮像装置100とは異なり、他の点は同じであってもよい。そこで、以下では層間絶縁膜651の構造及び製造工程に焦点を当てて説明し、固体撮像装置100と同様の構成要素については重複する説明を省略する。
図8を参照して、本発明の第4の実施形態による固体撮像装置800の構造及び製造方法を説明する。固体撮像装置800の平面図は、図1に示した固体撮像装置100の平面図と同様であってもよい。図8は、図1の破線A−A’における固体撮像装置800の構成例を模式的に示した断面図である。固体撮像装置800は、層間絶縁膜251の代わりに層間絶縁膜851を有する点で固体撮像装置100とは異なり、他の点は同じであってもよい。そこで、以下では層間絶縁膜851の構造に焦点を当てて説明し、固体撮像装置100と同様の構成要素については重複する説明を省略する。
図9を参照して、本発明の第5の実施形態による固体撮像装置900の構造及び製造方法を説明する。固体撮像装置900の平面図は、図1に示した固体撮像装置100の平面図と同様であってもよい。図9は、図1の破線A−A’における固体撮像装置900の構成例を模式的に示した断面図である。固体撮像装置900は、層間絶縁膜251の代わりに層間絶縁膜951を有する点で固体撮像装置100とは異なり、他の点は同じであってもよい。そこで、以下では層間絶縁膜951の構造に焦点を当てて説明し、固体撮像装置100と同様の構成要素については重複する説明を省略する。
図10を参照して、本発明の第6の実施形態による固体撮像装置1000の構造及び製造方法を説明する。固体撮像装置1000の平面図は、図1に示した固体撮像装置100の平面図と同様であってもよい。図10は、図1の破線A−A’における固体撮像装置1000の構成例を模式的に示した断面図である。固体撮像装置1000は、層間絶縁膜251の代わりに層間絶縁膜1051を有する点で固体撮像装置100とは異なり、他の点は同じであってもよい。そこで、以下では層間絶縁膜1051の構造に焦点を当てて説明し、固体撮像装置100と同様の構成要素については重複する説明を省略する。
図11及び12を参照して、本発明の第7の実施形態による固体撮像装置1100の製造方法を説明する。固体撮像装置1100の平面図は、図1に示した固体撮像装置100の平面図と同様であってもよい。図11は、それぞれ図1の破線A−A’における固体撮像装置1100の構成例を模式的に示した断面図である。固体撮像装置1100は、層間絶縁膜204の代わりに層間絶縁膜1151を有する点で固体撮像装置100とは異なり、他の点は同じであってもよい。そこで、以下では層間絶縁膜1151の構造及び製造工程に焦点を当てて説明し、固体撮像装置100と同様の構成要素については重複する説明を省略する。
Claims (11)
- 固体撮像装置の製造方法において、
光電変換素子が配された有効画素領域及びオプティカルブラック画素領域を有する半導体基板の上に、複数の導電層と、層間絶縁膜とを形成する工程と、
前記形成する工程の後に熱処理を行う工程と、
前記層間絶縁膜及び前記複数の導電層の上に保護膜を形成する工程と、を有し、
前記複数の導電層は、前記オプティカルブラック画素領域の上に設けられた遮光層と、前記有効画素領域の上であって前記遮光層の下面よりも低い高さに設けられた第1の配線層と、前記オプティカルブラック画素領域の上であって前記第1の配線層と同じ高さに設けられた第2の配線層とを含み、
前記層間絶縁膜は、前記有効画素領域の上であって前記第1の配線層の下面よりも下にある第1の部分と、前記オプティカルブラック画素領域の上であって前記第2の配線層の下面よりも下にある第2の部分と、を含み、
前記熱処理を行う工程の前において、前記層間絶縁膜の前記第2の部分の平均の水素濃度が、前記層間絶縁膜の前記第1の部分の平均の水素濃度よりも高いことを特徴とする製造方法。 - 前記熱処理を行う工程の前において、前記層間絶縁膜の前記第2の部分は、第1の絶縁層と、前記第1の絶縁層よりも水素濃度が高い第2の絶縁層と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
- 前記熱処理を行う工程の前において、前記第2の絶縁層の水素濃度は、前記層間絶縁膜の前記第1の部分の水素濃度よりも高いことを特徴とする請求項2に記載の製造方法。
- 固体撮像装置の製造方法において、
光電変換素子が配された有効画素領域及びオプティカルブラック画素領域を有する半導体基板の上に、少なくとも1層の導電層と層間絶縁膜とを形成する工程と、
前記形成する工程の後に熱処理を行う工程と、
前記層間絶縁膜及び前記少なくとも1層の導電層の上に保護膜を形成する工程と、を有し、
前記少なくとも1層の導電層は前記オプティカルブラック画素領域の上に設けられた遮光層を含み、
前記層間絶縁膜は、前記有効画素領域の上にある第1の部分と、前記オプティカルブラック画素領域の上にあり前記遮光層よりも下にある第2の部分と、を含み、
前記熱処理を行う工程の前において、前記層間絶縁膜の前記第2の部分の平均の水素濃度が、前記層間絶縁膜の前記第1の部分の平均の水素濃度よりも高く、
前記少なくとも1層の導電層は、銅を含む配線層を含み、
前記層間絶縁膜は、前記銅を含む配線層の上にある銅拡散防止層を含み、
前記銅拡散防止層は、前記第1の部分に形成された第1の銅拡散防止層と、前記第2の部分に形成された第2の銅拡散防止層と、を含み、
前記熱処理を行う工程の前において、前記第2の銅拡散防止層の水素濃度が、前記第1の銅拡散防止層よりも高いことを特徴とする製造方法。 - 前記層間絶縁膜の前記第1の部分は、前記第1の銅拡散防止層と、第3の絶縁層とを含む複数の絶縁層を含み、
前記熱処理を行う工程の前において、前記層間絶縁膜の前記第1の部分の水素濃度は、前記複数の絶縁層の平均の水素濃度であることを特徴とする請求項4に記載の製造方法。 - 前記熱処理を行う工程は、前記保護膜を形成した後に行われることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の製造方法。
- 光電変換素子が配された有効画素領域及びオプティカルブラック画素領域を有する半導体基板と、
複数の導電層と、
層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜及び前記複数の導電層の上に保護膜と、を備える固体撮像装置であって、
前記複数の導電層は、前記オプティカルブラック画素領域の上に設けられた遮光層と、前記有効画素領域の上であって前記遮光層の下面よりも低い高さに設けられた第1の配線層と、前記オプティカルブラック画素領域の上であって前記第1の配線層と同じ高さに設けられた第2の配線層とを備え、
前記層間絶縁膜は、前記有効画素領域の上であって前記第1の配線層の下面よりも下にある第1の部分と、前記オプティカルブラック画素領域の上であって前記第2の配線層の下面よりも下にある第2の部分と、を含み、
前記層間絶縁膜の前記第1の部分と、前記層間絶縁膜の前記第2の部分と、はそれぞれ少なくとも1層の絶縁層を有し、
前記第1の部分の層構造と前記第2の部分の層構造とが互いに異なり、前記第2の部分の平均の水素濃度が前記第1の部分の平均の水素濃度よりも高いことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記少なくとも1層の導電層は、銅を含む配線層を含み、
前記層間絶縁膜は、前記銅を含む配線層の上にある銅拡散防止層を含むことを特徴とする請求項7に記載の固体撮像装置。 - 前記少なくとも1層の導電層は、金属を用いた配線層及び前記遮光層を含むことを特徴とする請求項7又は8に記載の固体撮像装置。
- 前記遮光層は、前記少なくとも1層の導電層のうちの最上位層に形成されることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記固体撮像装置は、CMOS型であることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
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