JP6664175B2 - 撮像装置及び撮像装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施例の1画素の平面図である。なお、図11、及び以下の各実施例における各図面を通じて同一の構成要素には同一の符号を付している。
図4〜図6は本実施例の撮像装置の製造方法を表す断面図である。
図7は、本実施例を表す撮像装置の断面図である。実施例1と同様の部分には同様の符号を付し詳細な説明は省略する。
図8は本実施例を表す断面図である。本実施例は、実施例3と比較して、電荷蓄積部105の上方のp型半導体領域205が存在せず、代わりに、第1転送トランジスタのゲート電極104が電荷蓄積部105の上方に延在している。
図9は本実施例を表す断面図である。本実施例では、光導波路103の上部の開口領域A4が、各配線層の開口領域A1、A2、A3よりも大きい点で、実施例1と異なる。本発明の実施形態では、半導体基板200内に、光電変換部102に加えて電荷蓄積部105も存在するため、光電変換部102が占める面積は相対的に小さくなる。本実施例のように、光導波路103の上部開口を大きく広げることで、相対的に面積の小さい光電変換部により多くの光を入射させることが可能になり、感度を向上させることができる。
図10は本実施例を表す断面図である。図10では、実施例1と比較して、FD111およびソースフォロワトランジスタのゲート電極107へのコンタクト215が形成されるべき場所で反射防止膜211が開口している。そして、コンタクト215が形成されるべき場所に絶縁膜110が残されていることを特徴とする。絶縁膜110は、コンタクト215をドライエッチングで開口する際のエッチングストップ膜として機能させる。
103 光導波路
105 電荷蓄積部
109 遮光部
110 絶縁膜
214 層間絶縁膜
216 配線層
Claims (20)
- 光電変換部と、
前記光電変換部から転送される信号電荷を蓄積する電荷蓄積部と、
前記電荷蓄積部の信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、
少なくとも前記電荷蓄積部の一部を覆い、前記光電変換部上が開口された遮光部と、
前記光電変換部上に配された光導波路と、を含む画素が複数配された画素領域を有し、前記画素領域上に多層配線構造が配された撮像装置であって、
前記光導波路の下部に配された絶縁膜を備え、
前記絶縁膜は、
前記多層配線構造の層間絶縁膜のうち前記電荷蓄積部上に配された部分よりも大きい屈折率を有し、前記多層配線構造の配線層のうち最下層の配線層より前記光電変換部に近い位置で前記光導波路の下部から前記遮光部の上部まで延在していることを特徴とする撮像装置。 - 前記絶縁膜はシリコン窒化膜を含むことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記光電変換部の上に反射防止膜が配され、前記反射防止膜は開口部を備え、前記反射防止膜の開口部の上に前記絶縁膜が配されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
- 光電変換部と、
前記光電変換部から転送される信号電荷を蓄積する電荷蓄積部と、
前記電荷蓄積部の信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、
少なくとも前記電荷蓄積部の一部を覆い、前記光電変換部上が開口された遮光部と、
前記光電変換部上に配された光導波路と、を含む画素が複数配された画素領域を有し、前記画素領域上に多層配線構造が配された撮像装置であって、
前記光導波路の下部に配された絶縁膜を備え、
前記多層配線構造の層間絶縁膜のうち前記電荷蓄積部上に配された部分は、シリコン酸化物を主成分とする膜であり、
前記絶縁膜は、少なくともシリコン窒化膜またはシリコン炭化膜を含む膜であり、前記多層配線構造の配線層のうち最下層の配線層より前記光電変換部に近い位置で前記光導波路の下部から前記遮光部の上部まで延在していることを特徴とする撮像装置。 - 前記光電変換部の上に第2のシリコン窒化膜が配され、前記第2のシリコン窒化膜は開口部を備え、前記第2のシリコン窒化膜の開口部の上に前記絶縁膜が配されていることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 前記絶縁膜は前記電荷蓄積部の全体を覆っていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記光導波路上部の入射面の面積は出射面の面積よりも大きいことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記光電変換部から前記電荷蓄積部へ電荷を転送するための第1ゲート電極と、前記電荷蓄積部から前記フローティングディフュージョンへ電荷を転送するための第2ゲート電極と、を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記絶縁膜の端部は、前記遮光部の上に位置していることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記遮光部の前記開口に、前記絶縁膜の少なくとも一部が位置していることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記絶縁膜の面積は前記光電変換部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記撮像装置は、オーバーフロードレイン部と、前記光電変換部と前記オーバーフロードレイン部との間の導通を制御する第3ゲート電極と、を有し、
前記絶縁膜は、前記第3ゲート電極の上まで延在していることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記遮光部の前記開口の面積は、前記光導波路の射出面の面積よりも大きいことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記遮光部と前記絶縁膜との間に、別の絶縁膜が設けられていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 光電変換部と、
前記光電変換部から転送される信号電荷を蓄積する電荷蓄積部と、
前記電荷蓄積部の信号電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、
少なくとも前記電荷蓄積部の一部を覆い前記光電変換部上が開口された遮光部と、
前記光電変換部上に配された光導波路と、を含む画素が複数配された画素領域を有する撮像装置の製造方法であって、
前記電荷蓄積部と前記光電変換部とが配された半導体基板を準備する工程と、
前記遮光部を形成する工程と、
前記遮光部及び前記光電変換部を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、少なくとも一部が前記光電変換部に重なる開口を、エッチングにより形成する工程と、
前記開口に前記光導波路を形成する工程と、を有し、
前記エッチングの際のエッチングストップ膜を、平面視で、前記光電変換部の少なくとも一部の上から、前記遮光部の少なくとも一部の上まで連続して配されるように形成することを特徴とする撮像装置の製造方法。 - 前記画素領域上に多層配線構造を形成する工程をさらに有し、
前記半導体基板と前記多層配線構造の配線層に含まれる配線とを接続するコンタクトプラグが存在する領域に位置する前記エッチングストップ膜を除去することを特徴とする請求項15に記載の撮像装置の製造方法。 - 前記遮光部と前記エッチングストップ膜との間に、絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項15又は16に記載の撮像装置の製造方法。
- 当該絶縁膜の少なくとも一部を除去する工程とを有し、
前記絶縁膜が除去された領域に前記エッチングストップ膜を残すことを特徴とする請求項17に記載の撮像装置の製造方法。 - 前記エッチングストップ膜はシリコン窒化膜を含むことを特徴とする請求項15〜18のいずれか1項に記載の撮像装置の製造方法。
- 前記遮光部を形成する工程と前記層間絶縁膜を形成する工程との間に、前記エッチングストップ膜を形成する工程を有し、
前記エッチングストップ膜を形成する工程と前記遮光部を形成する工程との間に、絶縁膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項15〜19のいずれか1項に記載の撮像装置の製造方法。
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