CN101494233A - 固态摄像装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种固态摄像装置及其制造方法，该固态摄像装置包括：光接收像素部，其形成于半导体基板上；黑电平基准像素部，其形成于半导体基板上；以及多层布线部，其设置于半导体基板上方。多层布线部包括形成于半导体基板上方的绝缘层以及在绝缘层中形成为多层的金属布线层。多层布线部具有：第一遮光膜，其形成于作为黑电平基准像素部上方的金属布线层之一的第一金属布线层的第一金属布线之间的区域的上方；以及第二遮光膜，其与第一遮光膜连接并由第一金属布线层上方的第二金属布线层形成。所述固态摄像装置可以在保持高遮光性能的同时减小布线层的厚度，并缩短聚光距离。

Description

固态摄像装置及其制造方法

相关申请的交叉引用

本发明包含与2008年1月24日向日本专利局提交的日本专利申请JP2008-013493以及2008年7月24日向日本专利局提交的日本专利申请JP2008-190604相关的主题，将所述申请的全部内容通过引用并入此处。

技术领域

本发明涉及固态摄像装置及其制造方法。

背景技术

在作为图像传感器之一的CMOS固态摄像装置中，通常通过对诸如黑电平基准像素部及外围电路区等需要避免光的入射的区域使用金属布线或滤光器来实现遮光。

具体地，如果在形成金属布线时形成用于实现遮光的膜，则由于实际上应用了CMOS逻辑处理，故用于需要避免光的入射的区域的遮光膜形成为与布线层相同的高度。

以下将参照图19描述在形成多层布线部中的铜布线的步骤中形成黑电平基准像素部的遮光膜的示例，图19是相关技术中的CMOS图像传感器的示意性剖面图。

如图19所示，相关技术中的CMOS图像传感器包括形成于半导体基板111上并由光电二极管形成的光接收像素部112和黑电平基准像素部113。此外，相关技术中的CMOS图像传感器包括形成于光接收像素部112和黑电平基准像素部113上的多层布线部114(参考例如日本专利公开公报No.2006-294991)。

多层布线部114包括从半导体基板111侧沿多层布线部114的厚度方向依次堆叠的多个金属布线130(例如金属布线131、132以及133)，还包括使各金属布线130互相绝缘的层间绝缘膜140。

在金属布线130(133)和下面的金属布线130(132)之间的层间绝缘膜140(142)中，形成有穿过层间绝缘膜142并将金属布线133连接到下面的金属布线132的接触插头151。

在形成为覆盖最上面的金属布线130(133)的层间绝缘膜145的上表面上，例如使用铝(Al)等形成电连接外围电路(未图示)等的焊盘161。

在焊盘161和位于焊盘161正下方的金属布线133(133c)之间的层间绝缘膜145中，例如使用铝(Al)等形成穿过层间绝缘膜145并将焊盘161连接到金属布线133c的接触插头152。

与黑电平基准像素部113的光电二极管相面对的金属布线133(133a)形成为防止光入射到黑电平基准像素部113的光电二极管区域的遮光膜。

对于CMOS图像传感器，由于像素尺寸的减小引起布线部的小型化，并由于缩短光学路径引起从半导体基板表面的布线高度的降低，从而也同时进一步降低了作为遮光膜的布线层的厚度。

由于金属膜的透光率随着其厚度的增加而以指数方式降低，故布线层的厚度的减小将导致遮光膜防止光入射的能力不足。

发明内容

有待解决的问题是：在实现布线层的厚度减小的同时充分地保证黑电平基准像素部上方的遮光是不可能的。

本发明可以使具有遮光膜的固态摄像装置能够在实现布线层的厚度降低的同时充分地保证黑电平基准像素部上方的遮光性。

根据本发明的实施例，提供了第一固态摄像装置，该装置包括：光接收像素部，其形成于半导体基板上；黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及多层布线部，其设置于包括所述光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板上方。所述多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在该绝缘层中形成为多层的金属布线层。所述多层布线部具有：第一遮光膜，其形成于作为所述黑电平基准像素部上方的所述金属布线层之一的第一金属布线层的第一金属布线之间的区域的上方；以及第二遮光膜，其与所述第一遮光膜连接并由所述第一金属布线层上方的第二金属布线层形成。

第一固态摄像装置具有形成于第一金属布线层的第一金属布线之间的区域的上方的第一遮光膜以及与第一遮光膜连接并由第一金属布线层上方的第二金属布线层形成的第二遮光膜。于是，遮光膜形成为两层。因此，形成遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这充分地确保了黑电平基准像素部上方的遮光性。此外，由于遮光膜由金属布线层的金属布线以及金属布线层之间的层形成，因此不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。

根据本发明的实施例，提供了第二固态摄像装置，该装置包括：光接收像素部，其形成于半导体基板上；黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及多层布线部，其设置于包括所述光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板的上方。所述多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在该绝缘层中形成为多层的金属布线层。所述多层布线部具有：第一遮光膜，其形成于作为所述黑电平基准像素部上方的所述金属布线层之一的第一金属布线层的第一金属布线之间的区域上方；以及第二遮光膜，其与所述第一遮光膜连接并由所述第一金属布线层上方的第二金属布线层形成。还形成有多个遮光膜组，其中每个遮光膜组包含所述第一遮光膜和所述第二遮光膜。

在第二固态摄像装置中，由于形成有各包括第一遮光膜和第二遮光膜的多个遮光膜组，故遮光膜形成为四层或更多层。因此，形成了遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这充分地确保了黑电平基准像素部上方的遮光性。此外，由于遮光膜由金属布线层和金属布线层之间的层形成，故不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。

根据本发明的实施例，提供了第三固态摄像装置，该装置包括：光接收像素部，其形成于半导体基板上；黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及多层布线部，其设置于包括所述光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板的上方。所述多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在该绝缘层中形成为多层的金属布线层。所述多层布线部具有：第一遮光膜，其由作为所述黑电平基准像素部上方的所述金属布线层之一的第一金属布线层形成；以及第二遮光膜，其由所述黑电平基准像素部上方的所述第一金属布线层上方的第二金属布线层形成。

在第三固态摄像装置中，形成有第一遮光膜和第二遮光膜，于是形成遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这充分地确保了黑电平基准像素部上方的遮光性。此外，由于遮光膜由金属布线层形成，故不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。

根据本发明的实施例，提供了固态摄像装置的第一制造方法，所述固态摄像装置包括：光接收像素部，其形成于半导体基板上；黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及多层布线部，其设置于包括所属光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板上方。所述多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在该绝缘层中形成为多层的金属布线层。所述方法包括以下步骤：在所述黑电平基准像素部上方的所述金属布线层的第一金属布线层的第一金属布线之间的区域上方形成第一遮光膜；以及使用所述第一金属布线层上方的第二金属布线层形成与所述第一遮光膜连接的第二遮光膜。

在固态摄像装置的第一制造方法中，第一遮光膜形成于第一金属布线层的第一金属布线之间的区域的上方，且第二遮光膜使用第一金属布线层上方的第二金属布线层形成。于是，遮光膜形成为两层。因此，形成了遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这充分地确保了黑电平基准像素部上方的遮光性。此外，由于遮光膜由金属布线层和金属布线层之间的层形成，故不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。

根据本发明的实施例，提供了固态摄像装置的第二制造方法，所述固态摄像装置包括：光接收像素部，其形成于半导体基板上；黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及多层布线部，其设置于包括所述光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板上方。所述多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在该绝缘层中形成为多层的金属布线层。所述方法包括以下步骤：在所述黑电平基准像素部上方的所述金属布线层的第一金属布线层的第一金属布线之间的区域上方形成第一遮光膜；使用所述第一金属布线层上方的第二金属布线层形成与第一遮光膜连接的第二遮光膜；在所述第二金属布线层与位于所述第二金属布线层上方的第三金属布线层之间形成与第二遮光膜连接的第三遮光膜；以及使用所述第二金属布线层上方的第三金属布线层形成与第三遮光膜连接的第四遮光膜。

在固态摄像装置的第二制造方法中，形成了第一遮光膜、第二遮光膜、第三遮光膜和第四遮光膜，因此遮光膜形成为四层。因此，形成了遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这充分地确保了黑电平基准像素部上方的遮光性。此外，由于遮光膜由金属布线层和金属布线层之间形成的接触插头层形成，故不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。

根据本发明的实施例，提供了固态摄像装置的第三制造方法，所述固态摄像装置包括：光接收像素部，其形成于半导体基板上；黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及多层布线部，其设置于包括所述光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板上方。所述多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在所述绝缘层中形成为多层的金属布线层。所述方法包括以下步骤：使用黑电平基准像素部上方的所述金属布线层的第一金属布线层形成第一遮光膜；使用黑电平基准像素部上方的所述第一金属布线层上方的第二金属布线层形成第二遮光膜。

在固态摄像装置的第三制造方法中，第二遮光膜形成于第一遮光膜上方，于是形成了遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这充分地确保了黑电平基准像素部上方的遮光性。此外，由于遮光膜使用金属布线层形成，故不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。

在第一固态摄像装置中，第一遮光膜形成于第一金属布线层与第二金属布线层之间，且第二遮光膜由第二金属布线层形成，并由此形成两层遮光膜。于是可增强黑电平基准像素部上方的遮光能力。此外，由于遮光膜由金属布线层和金属布线层之间的层形成，因此不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。因此，可以在保持高遮光性能的同时减小布线层的厚度，并缩短聚光距离。

在第二固态摄像装置中，形成有四层或更多层遮光膜。于是，可增强黑电平基准像素部上方的遮光能力。此外，由于遮光膜由金属布线层和金属布线层之间的层形成，因此不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。因此，可以在保持高遮光性能的同时减小布线层的厚度，并缩短聚光距离。

在第三固态摄像装置中，遮光结构由第一遮光膜和第二遮光膜形成。于是，可增强黑电平基准像素部上方的遮光能力。此外，由于遮光膜由金属布线层形成，因此不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。因此，可以在保持高遮光性能的同时减小布线层的厚度，并缩短聚光距离。

在固态摄像装置的第一制造方法中，第一遮光膜形成于第一金属布线层和第二金属布线层之间，且第二遮光膜使用第二金属布线层形成。因此，遮光膜形成为两层，这样可增强黑电平基准像素部上方的遮光能力。此外，由于遮光膜由金属布线层之间的层和金属布线层形成，故不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。因此，可以在保持高遮光性能的同时减小布线层的厚度，并缩短聚光距离。

在固态摄像装置的第二制造方法中，遮光膜形成为四层。于是，可增强黑电平基准像素部上方的遮光能力。此外，由于遮光膜由金属布线层之间的层和金属布线层形成，因此不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。因此，可以在保持高遮光性能的同时减小布线层的厚度，并缩短聚光距离。

在固态摄像装置的第三制造方法中，遮光膜形成为两层。于是，可增强黑电平基准像素部上方的遮光能力。此外，由于遮光膜使用金属布线层形成，因此不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。因此，可以在保持高遮光性能的同时减小布线层的厚度，并缩短聚光距离。

附图说明

图1是本发明的关于第一固态摄像装置的第一实施例的示意性结构的剖面图；

图2是本发明的关于第一固态摄像装置的第二实施例的示意性结构的剖面图；

图3是本发明的关于第一固态摄像装置的第三实施例的示意性结构的剖面图；

图4是本发明的关于第一固态摄像装置的第四实施例的示意性结构的剖面图；

图5是本发明的关于第一固态摄像装置的第五实施例的示意性结构的剖面图；

图6是本发明的关于第二固态摄像装置的第六实施例的示意性结构的剖面图；

图7是本发明的关于第二固态摄像装置的第七实施例的示意性结构的剖面图；

图8是第七实施例的另一结构的剖面图；

图9是本发明的关于第三固态摄像装置的第八实施例的示意性结构的剖面图；

图10是本发明的关于第三固态摄像装置的第九实施例的示意性结构的剖面图；

图11是本发明的关于第三固态摄像装置的第十实施例的示意性结构的剖面图；

图12是关于第三固态摄像装置的第十实施例的平面布局的图；

图13是关于可见光范围中的波长与透射率的相互关系的测量数据的曲线图；

图14是针对具有高透射率的波长的透射率与膜厚的相互关系的测量数据的曲线图；

图15A到图15D是表示制造遮光膜的方法的具体示例的制造步骤剖面图；

图16是表示本发明的实施例中的遮光膜的形状的一个示例的平面图和剖面图；

图17是表示本发明的实施例中的遮光膜的形状的一个示例的平面图和剖面图；

图18是表示本发明的实施例中的遮光膜的形状的一个示例的平面图和剖面图；以及

图19是表示相关技术中的固态摄像装置的一个示例的示意性结构的剖面图。

具体实施方式

以下参照图1说明本发明的关于上述第一固态摄像装置的第一实施例，图1是第一实施例的示意性结构的剖面图。图1图示了作为固态摄像装置的一个示例的CMOS图像传感器。

如图1所示，第一固态摄像装置1包括形成于半导体基板11上且由光电二极管构成的光接收像素部12和黑电平基准像素部13。而且，第一固态摄像装置1包括形成于光接收像素部12和黑电平基准像素部13的上表面上的多层布线部14。

多层布线部14包括从半导体基板11侧沿多层布线部14的厚度方向以预定间隔依次堆叠所形成的多个金属布线层20(例如第一金属布线层21、第二金属布线层22(相当于权利要求1的第一金属布线层)以及第三金属布线层23(相当于权利要求1的第二金属布线层))。而且，多层布线部14包括使各金属布线层20彼此绝缘的层间绝缘膜40。

金属布线层20例如是由铜(Cu)、铝(Al)或钨(W)等用作半导体装置的布线材料的金属布线构成。层间绝缘膜40例如由二氧化硅(SiO₂)膜形成。其它材料也可以适用于层间绝缘膜40，只要该材料可使金属布线彼此绝缘。因此可以使用具有透光性的无机绝缘膜、有机绝缘膜等材料。

在金属布线层20(例如第三金属布线层23)和其下的金属布线层20(第二金属布线层22)之间的层间绝缘膜40(43)中形成有接触插头53，该接触插头53穿过层间绝缘膜43并且将第三金属布线层23的第三金属布线33与其下的第二金属布线层22的第二金属布线32相连。自然地，尽管图中未图示，但也存在通过接触插头彼此连接的由其它的金属布线层形成的金属布线。

在形成用于覆盖最上面的金属布线层20(第三金属布线层23)的上表面的层间绝缘膜45的上表面上，利用例如铝(Al)等形成用于电连接外围电路(未图示)等的焊盘61。

在焊盘61与位于焊盘61正下方的第三金属布线层23的第三金属布线33-5之间的层间绝缘膜45中，利用例如铝(Al)等形成穿过层间绝缘膜45并且将焊盘61与第三金属布线33-5相连的接触插头55。

覆盖焊盘61的层间绝缘膜46形成于层间绝缘膜45上，并且尽管未图示，但用于露出焊盘61的表面的开口形成于焊盘61之上。

在第二金属布线层22和第三金属布线层23之间的层间绝缘膜40(43)中的与黑电平基准像素部13的光电二极管相对的位置处，第一遮光膜71与构成第二金属布线层22的第二金属布线32(相当于权利要求1的第一金属布线)彼此分离形成。该第一遮光膜71例如形成为线状图案。

与第一遮光膜71的上表面相连的第二遮光膜72是利用第三金属布线层23的第三金属布线形成的。该第二遮光膜72例如形成为面状图案。

通过两层遮光膜，即第一遮光膜71和第二遮光膜72，向黑电平基准像素部13的光电二极管区域入射的光被遮蔽。

在上述说明中，第二遮光膜72由最上面的第三金属布线层23构成，并且第一遮光膜71形成于第三金属布线层23和与其相邻的在较下层方向上的第二金属布线层22之间。但是，第一遮光膜71也可以形成于第一金属布线层21和第二金属布线层22之间。此外，若金属布线层的个数为四个或更多，则第一遮光膜71也可以形成于作为中间层的金属布线层之间。因此，第二遮光膜72由恰好位于第一遮光膜71的金属布线层之上的金属布线层构成。

第一遮光膜71可以形成为线状图案或点状图案。该线状图案可以具有相同的宽度或不同的宽度。作为本发明的第二实施例，后文将描述具有不同线宽度的线状图案的一个示例。

类似地，点状图案也可以具有相同的尺寸或不同的尺寸。

层间绝缘膜46的表面被平坦化。作为一种替代方式，可以在层间绝缘膜46上形成平坦化绝缘膜(未图示)。尽管图中未图示，但滤色器层形成于层间绝缘膜46或平坦化绝缘膜上。而且，聚光透镜隔着透明绝缘膜形成于各光接收像素部12和黑电平基准像素部13之上。

形成于光接收像素部12上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向光接收像素部12。形成于黑电平基准像素部13上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向第二遮光膜72的表面。通过也在黑电平基准像素部13的上方形成聚光透镜，也可以防止入射光漏入黑电平基准像素部13中。

在关于第一固态摄像装置的第一实施例中，摄像装置具有形成于第二金属布线层22的第二金属布线32之间的区域的上方的第一遮光膜71以及与第一遮光膜71相连且由第二金属布线层22之上的第三金属布线层23构成的第二遮光膜72。因而，遮光膜形成为两层。因此形成了遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这可以充分地确保在黑电平基准像素部13上方的光遮蔽并且可以提高遮光性能。此外，因为该遮光膜是由金属布线层之间的层以及由金属布线层构成，所以无需形成用于遮光膜的额外的金属层。因此，可以降低布线层的厚度，同时保证高的遮光性能，并可缩短聚光距离。

以下参照图2说明本发明的关于上述第一固态摄像装置的第二实施例，图2是第二实施例的示意性结构的剖面图。在第二实施例所述的示例中，因为第二金属布线层22的第二金属布线32的布置上的差异，所以第一遮光膜71的布置与形状与第一实施例中的不同。

如图2所示，第一固态摄像装置2包括形成于半导体基板11上且由光电二极管构成的光接收像素部12和黑电平基准像素部13。而且，第一固态摄像装置2包括形成于光接收像素部12和黑电平基准像素部13的上表面上的多层布线部14。

多层布线部14包括从半导体基板11侧沿多层布线部14的厚度方向以预定间隔依次堆叠所形成的多个金属布线层20(例如第一金属布线层21、第二金属布线层22(相当于权利要求1的第一金属布线层)以及第三金属布线层23(相当于权利要求1的第二金属布线层))。而且，多层布线部14包括使各金属布线层20彼此绝缘的层间绝缘膜40。

金属布线层20例如是由铜(Cu)、铝(Al)或钨(W)等用作半导体装置的布线材料的金属布线构成。层间绝缘膜40例如由二氧化硅(SiO₂)膜形成。其它材料也可以用于层间绝缘膜40，只要该材料可使金属布线彼此绝缘。因此可以使用具有透光性的无机绝缘膜、有机绝缘膜等材料。

在金属布线层20(例如第三金属布线层23)和其下的金属布线层20(第二金属布线层22)之间的层间绝缘膜40(43)中形成有接触插头53，该接触插头53穿过层间绝缘膜43并且将第三金属布线层23的第三金属布线33连接至其下的第二金属布线层22的第二金属布线32(相当于权利要求1的第一金属布线)。自然地，尽管图中未图示，但也存在通过接触插头彼此连接的由其它的金属布线层形成的金属布线。

在形成用于覆盖最上面的金属布线层20(第三金属布线层23)的上表面的层间绝缘膜45的上表面上，利用例如铝(Al)等形成用于电连接外围电路(未图示)等的焊盘61。

在焊盘61与位于焊盘61正下方的第三金属布线层23的第三金属布线33-5之间的层间绝缘膜45中，利用例如铝(Al)等形成穿过层间绝缘膜45并且将焊盘61连接至第三金属布线33-5的接触插头55。

覆盖焊盘61的层间绝缘膜46形成于层间绝缘膜45上，并且尽管未图示，但用于露出焊盘61的表面的开口形成于焊盘61之上。

在第二金属布线层22和第三金属布线层23之间的层间绝缘膜40(43)中的与黑电平基准像素部13的光电二极管相对的位置处，第一遮光膜71与构成第二金属布线层22的第二金属布线32分离而形成。

连接于第一遮光膜71的上表面的第二遮光膜72是利用第三金属布线层23的第三金属布线形成的。该第二遮光膜72例如形成为面状图案。

第一遮光膜71形成为线状图案。在第二金属布线32-1和32-2之间以及第二金属布线32-3和32-4之间的区域的上方，即在第一遮光膜71下面的第二金属布线层22的第二金属布线之间的窄区域的上方，具有细线图案的第一遮光膜71-1形成为与第二金属布线32-1和32-2相分离，类似地，具有细线图案的第一遮光膜71-3形成为与第二金属布线32-3和32-4相分离。另一方面，在第二金属布线32-2和32-3之间的区域的上方，即在第一遮光膜71下面的第二金属布线层22的第二金属布线之间的宽区域的上方，具有宽线图案的第一遮光膜71-2可以形成为与第二金属布线32-2和32-3相分离。

层间绝缘膜46的表面被平坦化。作为一种替代方式，也可以在层间绝缘膜46上形成平坦化绝缘膜(未图示)。尽管图中未图示，但滤色器层形成于层间绝缘膜46或平坦化绝缘膜上。而且，聚光透镜隔着透明绝缘膜形成于各光接收像素部12和黑电平基准像素部13之上。

形成于光接收像素部12上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向光接收像素部12。形成于黑电平基准像素部13上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向第二遮光膜72的表面。通过在黑电平基准像素部13的上方形成聚光透镜，也可以防止入射光漏入黑电平基准像素部13中。

在关于第一固态摄像装置的第二实施例中，摄像装置具有形成于第二金属布线层22的第二金属布线32之间的区域的上方的第一遮光膜71以及与第一遮光膜71相连且由第二金属布线层22之上的第三金属布线层23构成的第二遮光膜72。因而，遮光膜形成为两层。因此，形成了遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这充分地确保了在黑电平基准像素部13上方的遮光性并且可以提高遮光能力。此外，因为该遮光膜是由金属布线层之间的层以及金属布线层构成，所以无需形成用于遮光膜的额外的金属层。因此，可以降低布线层的厚度，同时保证高的遮光性能，并可缩短聚光距离。

以下参照图3说明本发明的关于上述第一固态摄像装置的第三实施例，图3是第三实施例的示意性结构的剖面图。在该第三实施例所述的示例中，因为第二金属布线层22的第二金属布线32的布置上的差异，所以第一遮光膜71的布置与形状与第一实施例中的不同。

如图3所示，第一固态摄像装置3包括形成于半导体基板11上且由光电二极管构成的光接收像素部12和黑电平基准像素部13。而且，第一固态摄像装置3包括形成于光接收像素部12和黑电平基准像素部13的上表面上的多层布线部14。

多层布线部14包括从半导体基板侧沿多层布线部14的厚度方向以预定间隔依次堆叠所形成的多个金属布线层20(例如第一金属布线层21、第二金属布线层22(相当于权利要求1的第一金属布线层)以及第三金属布线层23(相当于权利要求1的第二金属布线层))。而且，多层布线部14包括使各金属布线层20彼此绝缘的层间绝缘膜40。

金属布线层20例如是由铜(Cu)、铝(Al)或钨(W)等用作半导体装置的布线材料的金属布线构成。层间绝缘膜40例如由二氧化硅(SiO₂)膜形成。其它材料也可以用于层间绝缘膜40，只要该材料可使金属布线彼此绝缘。因此可以使用具有透光性的无机绝缘膜、有机绝缘膜等材料。

在金属布线层20(例如第三金属布线层23)和其下的金属布线层20(第二金属布线层22)之间的层间绝缘膜40(43)中形成有接触插头53，该接触插头53穿过层间绝缘膜43并且将第三金属布线层23的第三金属布线33与其下的第二金属布线层22的第二金属布线32(相当于权利要求1的第一金属布线)相连。自然地，尽管图中未图示，但也存在通过接触插头彼此连接的由其它的金属布线层形成的金属布线。

在形成用于覆盖最上面的金属布线层20(第三金属布线层23)的上表面的层间绝缘膜45的上表面上，利用例如铝(Al)等形成用于电连接外围电路(未图示)等的焊盘61。

在焊盘61与位于焊盘61正下方的第三金属布线层23的第三金属布线33-5之间的层间绝缘膜45中，利用例如铝(Al)等形成穿过层间绝缘膜45并且将焊盘61连接至第三金属布线33-5的接触插头55。

覆盖焊盘61的层间绝缘膜46形成于层间绝缘膜45上，并且尽管未图示，但用于露出焊盘61的表面的开口形成于焊盘61之上。

在第二金属布线层22和第三金属布线层23之间的层间绝缘膜40(43)中的与黑电平基准像素部13的光电二极管相对的位置处，第一遮光膜71与构成第二金属布线层22的第二金属布线32分离而形成。该第一遮光膜71例如形成为线状图案。

连接于第一遮光膜71的上表面的第二遮光膜72是利用第三金属布线层23的第三金属布线形成的。该第二遮光膜72例如形成为面状图案。

在该实施例中，第二金属布线层22的第二金属布线32没有形成于与黑电平基准像素部13的光电二极管相对的位置处。因此，例如具有多行线状图案的第一遮光膜71形成于与黑电平基准像素部13的光电二极管相对的整个区域中。

也可以形成例如具有如上所述的以矩阵形式排列的多个点状图案的第一遮光膜71。

层间绝缘膜46的表面被平坦化。作为一种替代方式，也可以在层间绝缘膜46上形成平坦化绝缘膜(未图示)。尽管图中未图示，但滤色器层形成于层间绝缘膜46或平坦化绝缘膜上。而且，聚光透镜隔着透明绝缘膜形成于各光接收像素部12和黑电平基准像素部13之上。

形成于光接收像素部12上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向光接收像素部12。形成于黑电平基准像素部13上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向第二遮光膜72的表面。通过也在黑电平基准像素部13的上方形成聚光透镜，可以防止入射光漏入黑电平基准像素部13中。

在关于第一固态摄像装置的第三实施例中，摄像装置具有形成于第二金属布线层22的第二金属布线32之间的区域的上方的第一遮光膜71以及与第一遮光膜71相连且由第二金属布线层22之上的第三金属布线层23构成的第二遮光膜72。因而，遮光膜形成为两层。因此，形成了遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这充分地确保了在黑电平基准像素部13上方的遮光性并且可以提高遮光能力。此外，因为该遮光膜是由金属布线层之间的层以及金属布线层构成，所以无需形成用于遮光膜的额外的金属层。因此，可以降低布线层的厚度，同时保证高的遮光性能，并可缩短聚光距离。

而且，第一遮光膜71可以形成为例如具有等间距的线状图案，因而可以高密度地形成第一遮光膜71。因此，与第一实施例相比，可以进一步地提高遮光性能。

以下参照图4说明本发明的关于上述第一固态摄像装置的第四实施例，图4是第四实施例的示意性结构的剖面图。该第四实施例与第一实施例中的第一遮光膜71和第二遮光膜72具有相同的遮光膜结构，但在第二遮光膜72上形成第三遮光膜73。

如图4所示，第一固态摄像装置4包括形成于半导体基板11上且由光电二极管构成的光接收像素部12和黑电平基准像素部13。而且，第一固态摄像装置4包括形成于光接收像素部12和黑电平基准像素部13的上表面上的多层布线部14。

多层布线部14包括从半导体基板侧沿多层布线部14的厚度方向以预定间隔依次堆叠所形成的多个金属布线层20(例如第一金属布线层21、第二金属布线层22(相当于权利要求1的第一金属布线层)、第三金属布线层23(相当于权利要求1的第二金属布线层)以及第四金属布线层24)。而且，多层布线部14包括使各金属布线层20彼此绝缘的层间绝缘膜40。

金属布线层20例如是由铜(Cu)、铝(Al)或钨(W)等用作半导体装置的布线材料的金属布线构成。层间绝缘膜40例如由二氧化硅(SiO₂)膜形成。其它材料也可以用于层间绝缘膜40，只要该材料可使金属布线彼此绝缘。因此可以使用具有透光性的无机绝缘膜、有机绝缘膜等材料。

在金属布线层20(例如第三金属布线层23)和其下的金属布线层20(第二金属布线层22)之间的层间绝缘膜40(43)中形成有接触插头53，该接触插头53穿过层间绝缘膜43并且将第三金属布线层23的第三金属布线33连接于其下的第二金属布线层22的第二金属布线32(相当于权利要求1的第一金属布线)。自然地，尽管图中未图示，但也存在通过接触插头彼此连接的由其它的金属布线层形成的金属布线。

在形成用于覆盖最上面的金属布线层20(第四金属布线层24)的上表面的层间绝缘膜45的上表面上，利用例如铝(Al)等形成用于电连接外围电路(未图示)等的焊盘61。

在焊盘61与位于焊盘61正下方的第四金属布线层24的第四金属布线34-5之间的层间绝缘膜45中，利用例如铝(Al)等形成穿过层间绝缘膜45并且将焊盘61与第四金属布线34-5相连的接触插头55。

覆盖焊盘61的层间绝缘膜46形成于层间绝缘膜45上，并且尽管未图示，但用于露出焊盘61的表面的开口形成于焊盘61之上。

在第二金属布线层22和第三金属布线层23之间的层间绝缘膜40(43)中的与黑电平基准像素部13的光电二极管相对的位置处，第一遮光膜71形成为与构成第二金属布线层22的第二金属布线32相分离。该第一遮光膜71例如形成为线状图案。

与第一遮光膜71的上表面相连的第二遮光膜72是利用第三金属布线层23的第三金属布线形成的。该第二遮光膜72例如形成为面状图案。

通过两层遮光膜，即第一遮光膜71和第二遮光膜72，向黑电平基准像素部13的光电二极管区域入射的光被遮蔽。

而且，在第三金属布线层23和第四金属布线层24之间的层间绝缘膜40(44)中，第三遮光膜73形成为与构成第四金属布线层24的第四金属布线34相分离。该第三遮光膜73例如形成为线状图案。

优选地，该第三遮光膜73例如形成为线状图案并且这样形成，即以与第三遮光膜73上方的第四金属布线层24的第四金属布线34相分离(未电连接)的形式，隔着第二遮光膜72至少与未形成第一遮光膜71的区域相对。

层间绝缘膜46的表面被平坦化。作为一种替代方式，也可以在层间绝缘膜46上形成平坦化绝缘膜(未图示)。尽管图中未图示，但滤色器层形成于层间绝缘膜46或平坦化绝缘膜上。而且，聚光透镜隔着透明绝缘膜形成于各光接收像素部12和黑电平基准像素部13之上。

形成于光接收像素部12上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向光接收像素部12。形成于黑电平基准像素部13上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向第二遮光膜72和第三遮光膜73的表面。通过也在黑电平基准像素部13的上方形成聚光透镜，可以防止入射光漏入黑电平基准像素部13中。

在关于第一固态摄像装置的第四实施例中，摄像装置除了具有第一实施例的结构之外，在第二遮光膜72上还具有第三遮光膜73，因而遮光膜形成为三层。因此，形成了遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这充分地确保了在黑电平基准像素部13上方的遮光性并且可以提高遮光能力。此外，因为该遮光膜是由金属布线层之间的层以及金属布线层构成，所以无需形成用于遮光膜的额外的金属层。因此，可以降低布线层的厚度，同时保证高的遮光性能，并可缩短聚光距离。

以下参照图5说明本发明的作为第四实施例的变化例的第五实施例，图5是第五实施例的示意性结构的剖面图。

如图5所示，在变化例中，第一遮光膜71形成为线状图案，并且第三遮光膜73以如下形式形成为线状图案，即从平面视图看第一遮光膜71的一部分和第三遮光膜73的一部分隔着第二遮光膜72彼此重叠。

第五实施例的其它结构与第四实施例相同。

即便从平面视图看，当第三遮光膜73以上述方式与形成有第一遮光膜71的区域重叠时也不会出现问题。

在关于第一固态摄像装置的第五实施例中，摄像装置除了具有第一实施例的结构之外，在第二遮光膜72上还具有第三遮光膜73，因而遮光膜形成为三层。因此，形成了遮光膜厚度大于相关技术的遮光结构。这充分地确保了在黑电平基准像素部13上方的遮光性并且可以提高遮光能力。此外，因为该遮光膜是由金属布线层之间的层以及金属布线层构成，所以无需形成用于遮光膜的额外的金属层。因此可以降低布线层的厚度，同时保证高的遮光性能，并可缩短聚光距离。

并且，因为第三遮光膜73以不与第四金属布线34相连的方式，在没有形成第一遮光膜71的区域的上方形成，所以与第四实施例相比可以进一步地提高遮光性能。

以下参照图6说明本发明的关于上述第二固态摄像装置的第六实施例，图6是第六实施例的示意性结构的剖面图。图6图示了作为固态摄像装置的一个示例的CMOS图像传感器。

如图6所示，第二固态摄像装置6包括形成于半导体基板11上且由光电二极管构成的光接收像素部12和黑电平基准像素部13。而且，第二固态摄像装置6包括形成于光接收像素部12和黑电平基准像素部13的上表面上的多层布线部14。

多层布线部14包括从半导体基板11侧沿多层布线部14的厚度方向以预定间隔依次堆叠所形成的多个金属布线层20(例如第一金属布线层21、第二金属布线层22和第三金属布线层23)。而且，多层布线部14包括使各金属布线层20彼此绝缘的层间绝缘膜40。

金属布线层20例如是由铜(Cu)、铝(Al)或钨(W)等用作半导体装置的布线材料的金属布线构成。层间绝缘膜40例如由二氧化硅(SiO₂)膜形成。其它材料也可以用于层间绝缘膜40，只要该材料可使金属布线彼此绝缘。因此可以使用具有透光性的无机绝缘膜、有机绝缘膜等材料。

在金属布线层20(例如第三金属布线层23)和其下的金属布线层20(第二金属布线层22)之间的层间绝缘膜40(43)中形成有接触插头53，该接触插头53穿过层间绝缘膜43并且将第三金属布线层23的第三金属布线33连接至其下的第二金属布线层22的第二金属布线32。自然地，尽管图中未图示，但也存在通过接触插头彼此连接的由其它的金属布线层形成的金属布线。

在形成用于覆盖最上面的金属布线层20(第三金属布线层23)的上表面的层间绝缘膜45的上表面上，利用例如铝(Al)等形成用于电连接外围电路(未图示)等的焊盘61。

在焊盘61与位于焊盘61正下方的第三金属布线层23的第三金属布线33-5之间的层间绝缘膜45中，利用例如铝(Al)等形成穿过层间绝缘膜45并且将焊盘61连接至第三金属布线33-5的接触插头55。

覆盖焊盘61的层间绝缘膜46形成于层间绝缘膜45上，并且尽管未图示，但用于露出焊盘61的表面的开口形成于焊盘61之上。

在第一金属布线层21和第二金属布线层22之间的层间绝缘膜40(42)中的与黑电平基准像素部13的光电二极管相对的位置处，第一遮光膜71形成为与构成第一金属布线层21的第一金属布线31相分离。该第一遮光膜71例如形成为线状图案。

与第一遮光膜71的上表面相连的第二遮光膜72是利用第二金属布线层22的第二金属布线形成的。该第二遮光膜72例如形成为面状图案。

而且，在第二金属布线层22和第三金属布线层23之间的层间绝缘膜40(43)中，形成与第二遮光膜72相连的第三遮光膜73。该第三遮光膜73例如形成为线状图案。

与第三遮光膜73的上表面相连的第四遮光膜74是利用第三金属布线层23的第三金属布线形成的。该第四遮光膜74例如形成为面状图案。

通过四层遮光膜，即第一遮光膜71、第二遮光膜72、第三遮光膜73和第四遮光膜74，向黑电平基准像素部13的光电二极管区域入射的光被遮蔽。

在该结构中，形成于金属布线层之间的第一遮光膜71以及由在第一遮光膜71上的金属布线层形成的第二遮光膜72被视为一对，并且连续地形成多对(在第六实施例中为两对)。第六实施例的摄像装置与上述第一固态摄像装置的不同之处在于作为中间层的第三遮光膜73的布置不受位于第三遮光膜73之上和之下的金属布线层的金属布线的位置所限制。因此，通过形成高密度的第三遮光膜73可以进一步地提高遮光性能。

第一遮光膜71和第三遮光膜73可以形成为线状图案或点状图案。该线状图案可以具有相同的宽度或不同的宽度。

类似地，点状图案可以具有相同的尺寸或不同的尺寸。

层间绝缘膜46的表面被平坦化。作为一种替代方式，也可以在层间绝缘膜46上形成平坦化绝缘膜(未图示)。尽管图中未图示，但滤色器层形成于层间绝缘膜46或平坦化绝缘膜上。而且，聚光透镜隔着透明绝缘膜形成于各光接收像素部12和黑电平基准像素部13之上。

形成于光接收像素部12上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向光接收像素部12。形成于黑电平基准像素部13上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向第四遮光膜74的表面。通过也在黑电平基准像素部13的上方形成聚光透镜，可以防止入射光漏入黑电平基准像素部13中。

在关于第二固态摄像装置的第六实施例中，摄像装置具有相当于第一固态摄像装置中的第一遮光膜71和第二遮光膜72的多对遮光膜。因此，与第一固态摄像装置相比，这充分地确保了在黑电平基准像素部13上方的遮光性并且可以提高遮光能力。此外，因为该遮光膜是由金属布线层之间的层以及金属布线层构成，所以无需形成用于遮光膜的额外的金属层。因此，可以降低布线层的厚度，同时保证高的遮光性能，并可缩短聚光距离。

并且，由平面金属膜形成的第二遮光膜72和第四遮光膜74隔着层间绝缘膜40(43)形成。通常，因为应力不同的绝缘膜和金属膜被堆叠，所以由于绝缘膜和金属膜之间的应力差，在绝缘膜和金属膜之间的界面处可能出现分离。

然而，在上述的结构中，形成为线状图案或点状图案的第三遮光膜73设在第二遮光膜72和第四遮光膜74之间，所以应力因第三遮光膜73而分散。因此，通过第三遮光膜73，第二遮光膜72与层间绝缘膜40(43)之间的粘合性以及第四遮光膜74与层间绝缘膜40(43)之间的粘合性得到增强。

因而，第二遮光膜72和第四遮光膜74几乎不会与层间绝缘膜40(43)相分离。

以下参照图7说明本发明的关于上述第二固态摄像装置的第七实施例，图7是第七实施例的示意性结构的剖面图。图7图示了通过改变关于第二固态摄像装置的第六实施例中的第二遮光膜的图案形状所得到的一个示例。

如图7所示，第二固态摄像装置7包括形成于半导体基板11上且由光电二极管构成的光接收像素部12和黑电平基准像素部13。而且，第二固态摄像装置7包括形成于光接收像素部12和黑电平基准像素部13的上表面上的多层布线部14。

多层布线部14包括从半导体基板11侧沿多层布线部14的厚度方向以预定间隔依次堆叠所形成的多个金属布线层20(例如第一金属布线层21、第二金属布线层22和第三金属布线层23)。而且，多层布线部14包括使各金属布线层20彼此绝缘的层间绝缘膜40。

金属布线层20例如是由铜(Cu)、铝(Al)或钨(W)等用作半导体装置的布线材料的金属布线构成。层间绝缘膜40例如由二氧化硅(SiO₂)膜形成。其它材料也可以用于层间绝缘膜40，只要该材料可使金属布线彼此绝缘。因此可以使用具有透光性的无机绝缘膜、有机绝缘膜等材料。

在金属布线层20(例如第三金属布线层23)和其下的金属布线层20(第二金属布线层22)之间的层间绝缘膜40(43)中形成有接触插头53，该接触插头53穿过层间绝缘膜43并且将第三金属布线层23的第三金属布线33连接至其下的第二金属布线层22的第二金属布线32。自然地，尽管图中未图示，但也存在通过接触插头彼此连接的由其它的金属布线层形成的金属布线。

在形成用于覆盖最上面的金属布线层20(第三金属布线层23)的上表面的层间绝缘膜45的上表面上，利用例如铝(Al)等形成用于电连接外围电路(未图示)等的焊盘61。

在焊盘61与位于焊盘61正下方的第三金属布线层23的第三金属布线33-5之间的层间绝缘膜45中，利用例如铝(Al)等形成穿过层间绝缘膜45并且将焊盘61连接至第三金属布线33-5的接触插头55。

覆盖焊盘61的层间绝缘膜46形成于层间绝缘膜45上，并且尽管未图示，但用于露出焊盘61的表面的开口形成于焊盘61之上。

在第一金属布线层21和第二金属布线层22之间的层间绝缘膜40(42)中的与黑电平基准像素部13的光电二极管相对的位置处，第一遮光膜71形成为与构成第一金属布线层21的第一金属布线31相分离。该第一遮光膜71例如形成为线状图案。

与第一遮光膜71的上表面相连的第二遮光膜72是利用第二金属布线层22的第二金属布线形成的。该第二遮光膜72形成为线状图案或点状图案。

而且，在第二金属布线层22和第三金属布线层23之间的层间绝缘膜40(43)中，形成与第二遮光膜72相连的第三遮光膜73。该第三遮光膜73例如形成为线状图案。

优选的是，第一遮光膜71和第二遮光膜72彼此相连并且第二遮光膜72和第三遮光膜73彼此相连。但是，如果这些遮光膜因为图案布置的限制而无法连接时，则不必相连。

与第三遮光膜73的上表面相连的第四遮光膜74是利用第三金属布线层23的第三金属布线形成的。该第四遮光膜74例如形成为面状图案。

通过四层遮光膜，即第一遮光膜71、第二遮光膜72、第三遮光膜73和第四遮光膜74，向黑电平基准像素部13的光电二极管区域入射的光被遮蔽。

例如，若第二遮光膜72形成为线状图案，则优选地第三遮光膜73也形成为线状图案并且设在没有形成第二遮光膜72的区域的上方。

层间绝缘膜46的表面被平坦化。作为一种替代方式，也可以在层间绝缘膜46上形成平坦化绝缘膜(未图示)。尽管图中未图示，但滤色器层形成于层间绝缘膜46或平坦化绝缘膜上。而且，聚光透镜隔着透明绝缘膜形成于各光接收像素部12和黑电平基准像素部13之上。

形成于光接收像素部12上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向光接收像素部12。形成于黑电平基准像素部13上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向第四遮光膜74的表面。通过也在黑电平基准像素部13的上方形成聚光透镜，可以防止入射光漏入黑电平基准像素部13中。

在关于第二固态摄像装置的第七实施例中，摄像装置具有相当于第一固态摄像装置中的第一遮光膜71和第二遮光膜72的多对遮光膜。因此，与第一固态摄像装置相比，这充分地确保了在黑电平基准像素部13上方的遮光性并且可以提高遮光能力。此外，因为该遮光膜是由金属布线层之间的层以及金属布线层构成，所以无需形成用于遮光膜的额外的金属层。因此，可以降低布线层的厚度，同时保证高的遮光性能，并可缩短聚光距离。

而且，因为第二遮光膜72例如形成为线状图案，所以即便在形成第二遮光膜72时进行化学机械抛光(CMP)，也可以防止第二遮光膜72的厚度减小。这可以保证第二遮光膜72的期望厚度。如果第二遮光膜72形成为面状图案，则在CMP时通常会受到厚度减小的影响。

而且，如图8所示，如果第二遮光膜72例如形成为线状图案，则第三遮光膜73可以这样形成，即第三遮光膜73的一部分与第二遮光膜72的一部分重叠。通过这样彼此重叠地形成遮光膜，可以防止遮光膜之间的漏光，因此可以进一步地提高遮光性。

以下参照图9说明本发明的关于上述第三固态摄像装置的第八实施例，图9是第八实施例的示意性结构的剖面图。图9图示了作为固态摄像装置的一个示例的CMOS图像传感器。

如图9所示，第三固态摄像装置8包括形成于半导体基板11上且由光电二极管构成的光接收像素部12和黑电平基准像素部13。而且，第三固态摄像装置8包括形成于光接收像素部12和黑电平基准像素部13的上表面上的多层布线部14。

多层布线部14包括从半导体基板11侧沿多层布线部14的厚度方向以预定间隔依次堆叠所形成的多个金属布线层20(例如第一金属布线层21、第二金属布线层22(相当于权利要求9的第一金属布线层)以及第三金属布线层23(相当于权利要求9的第二金属布线层))。而且，多层布线部14包括使各金属布线层20彼此绝缘的层间绝缘膜40。

金属布线层20例如是由铜(Cu)、铝(Al)或钨(W)等用作半导体装置的布线材料的金属布线构成。层间绝缘膜40例如由二氧化硅(SiO₂)膜形成。其它材料也可以用于层间绝缘膜40，只要该材料可使金属布线彼此绝缘。因此可以使用具有透光性的无机绝缘膜、有机绝缘膜等材料。

在金属布线层20(例如第三金属布线层23)和其下的金属布线层20(第二金属布线层22)之间的层间绝缘膜40(43)中形成有接触插头53，该接触插头53穿过层间绝缘膜43并且将第三金属布线层23的第三金属布线33连接至其下的第二金属布线层22的第二金属布线32。自然地，尽管图中未图示，但也存在通过接触插头彼此连接的由其它的金属布线层形成的金属布线。

在形成用于覆盖最上面的金属布线层20(第三金属布线层23)的上表面的层间绝缘膜45的上表面上，利用例如铝(Al)等形成用于电连接外围电路(未图示)等的焊盘61。

在焊盘61与位于焊盘61正下方的第三金属布线层23的第三金属布线33-5之间的层间绝缘膜45中，利用例如铝(Al)等形成穿过层间绝缘膜45并且将焊盘61与第三金属布线33-5相连的接触插头55。

覆盖焊盘61的层间绝缘膜46形成于层间绝缘膜45上，并且尽管未图示，但用于露出焊盘61的表面的开口形成于焊盘61之上。

在与黑电平基准像素部13的光电二极管相对的位置处，利用第二金属布线层22的第二金属布线形成第一遮光膜71。该第一遮光膜71例如形成为面状图案。

在第一遮光膜71上方，第二遮光膜72是利用第三金属布线层23的第三金属布线形成的。该第二遮光膜72例如形成为面状图案。

通过两层遮光膜，即第一遮光膜71和第二遮光膜72，向黑电平基准像素部13的光电二极管区域入射的光被遮蔽。

尽管图中未图示，但可利用第二金属布线层上方的金属布线层在第二遮光膜72上方形成另一个遮光膜。

在该结构中，遮光膜是利用金属布线层的金属布线形成的。因此，该结构的优点在于遮光膜的形成不受在遮光膜之上和之下的金属布线层的金属布线的位置所限制。

层间绝缘膜46的表面被平坦化。作为一种替代方式，也可以在层间绝缘膜46上形成平坦化绝缘膜(未图示)。尽管图中未图示，但滤色器层形成于层间绝缘膜46或平坦化绝缘膜上。而且，聚光透镜隔着透明绝缘膜形成于各光接收像素部12和黑电平基准像素部13之上。

形成于光接收像素部12上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向光接收像素部12。形成于黑电平基准像素部13上方的聚光透镜会聚入射光并将该入射光导向第二遮光膜72的表面。通过也在黑电平基准像素部13的上方形成聚光透镜，可以防止入射光漏入黑电平基准像素部13中。

在关于第三固态摄像装置的第八实施例中，形成两层遮光膜，即第一遮光膜71和第二遮光膜72，因此，形成了遮光膜的厚度大于相关技术中的一层遮光膜的厚度的遮光结构。这可以提高遮光性能并且充分地确保了在黑电平基准像素部13上方的遮光性。此外，因为第一遮光膜71和第二遮光膜72分别由第二金属布线层22和第三金属布线层23的金属布线构成，所以无需形成用于遮光膜的额外的金属层。因此，可以降低布线层的厚度，同时保证高的遮光性能，并可缩短聚光距离。

以下参照图10说明本发明的关于上述第三固态摄像装置的第九实施例，图10是第九实施例的示意性结构的剖面图。图10图示了作为固态摄像装置的一个示例的CMOS图像传感器。

如图10所示，第三固态摄像装置9包括形成于半导体基板11上且由光电二极管构成的光接收像素部12和黑电平基准像素部13(13-1和13-2)。而且，第三固态摄像装置9包括形成于光接收像素部12和黑电平基准像素部13上的多层布线部14。

内部像素晶体管单元81形成于半导体基板11上。内部像素晶体管单元81将从光接收像素部12读出的信号电荷转换成电压，并且例如具有传输门、复位晶体管、放大晶体管和选择晶体管。在附图中，图示了各内部像素晶体管单元81的一个晶体管而省略了其它部分的图示。后文参照图12说明内部像素晶体管单元81的具体结构。

覆盖光接收像素部12、黑电平基准像素部13、内部像素晶体管单元81等的透明绝缘膜50形成于半导体基板11上。该绝缘膜50的表面例如被平坦化。

多层布线部14形成于绝缘膜50上。

多层布线部14包括从半导体基板11侧沿多层布线部14的厚度方向以预定间隔依次堆叠所形成的多个金属布线层20(例如第一金属布线层21、第二金属布线层22(相当于权利要求9的第一金属布线层)以及第三金属布线层23(相当于权利要求9的第二金属布线层))。而且，多层布线部14包括使各金属布线层20彼此绝缘的层间绝缘膜40。

金属布线层20例如是由铜(Cu)、铝(Al)或钨(W)等用作半导体装置的布线材料的金属布线构成。层间绝缘膜40例如由二氧化硅(SiO₂)膜形成。其它材料也可以用于层间绝缘膜40，只要该材料可使金属布线彼此绝缘。因此可以使用具有透光性的无机绝缘膜、有机绝缘膜等材料。

在金属布线层20(例如第三金属布线层23)和其下的金属布线层20(第二金属布线层22)之间的层间绝缘膜40(43)中形成有接触插头53，该接触插头53穿过层间绝缘膜43并且将第三金属布线层23的第三金属布线33连接至其下的第二金属布线层22的第二金属布线32。自然地，尽管图中未图示，但也存在通过接触插头连接的由其它的金属布线层形成的金属布线。

在金属布线层20中，例如第一金属布线层21的一部分第一金属布线31经形成于绝缘膜50中的接触插头51与内部像素晶体管单元81的栅极、扩散层区域(未图示)等相连。

在形成用于覆盖最上面的金属布线层20(第三金属布线层23)的上表面的层间绝缘膜45的上表面上，利用例如铝(Al)等形成用于电连接外围电路(未图示)等的焊盘61。

在焊盘61与位于焊盘61正下方的第三金属布线层23的第三金属布线33-5之间的层间绝缘膜45中，利用例如铝(Al)等形成穿过层间绝缘膜45并且将焊盘61与第三金属布线33-5相连的接触插头55。

覆盖焊盘61的层间绝缘膜46形成于层间绝缘膜45上，并且尽管未图示，但用于露出焊盘61的表面的开口形成于焊盘61之上。

在与黑电平基准像素部13-1和13-2的光电二极管相对的位置处，利用第二金属布线层22的第二金属布线形成第一遮光膜71(71-1和71-2)。第一遮光膜71各自例如形成为面状图案。

如果因为布线布置的限制而需要在遮光区域内设置间隙，则以避开黑电平基准像素部13上方的区域的方式将间隙设置于第一遮光膜71之间，就像图10所示的各第一遮光膜71之间的间隙那样。

在第一遮光膜71上方，第二遮光膜72是利用第三金属布线层23的第三金属布线形成的。这样第二遮光膜72形成为例如以一个平面图案覆盖各第一遮光膜71的上方。

并且，在第二金属布线层22和第三金属布线层23之间的层间绝缘膜40(43)中，形成有将第一遮光膜71的端部(例如拐角)连接至第二遮光膜72的第三遮光膜73。因为该第三遮光膜73的目的并非用于电连接，而是为了增大遮光膜的厚度并避免遮光膜的分离，所以例如可形成为线状图案或点状图案。

主要通过两层遮光膜，即第一遮光膜71和第二遮光膜72，向黑电平基准像素部13的光电二极管区域入射的光被遮蔽。

尽管图中未图示，但可利用在第二金属布线层22上方的金属布线层在第二遮光膜72的上方形成另一个遮光膜。此外，为了进一步提高遮光性能，也可在第一遮光膜71下方利用第一金属布线层21或用于形成连接第一金属布线层21与第二金属布线层22的插头的层形成另一个遮光膜。

在该结构中，遮光膜是利用金属布线层的金属布线形成的。因此，该结构的优点在于遮光膜的形成不受在遮光膜之上和之下的金属布线层的金属布线的位置所限制。

层间绝缘膜46的表面被平坦化。作为一种替代方式，也可以在层间绝缘膜46上形成平坦化绝缘膜(未图示)。尽管图中未图示，但滤色器层形成于层间绝缘膜46或平坦化绝缘膜上。而且，聚光透镜91通过透明绝缘膜形成于光接收像素部12和黑电平基准像素部13之上的各最上部处。

形成于光接收像素部12上方的聚光透镜91(91-1)会聚入射光并将该入射光导向光接收像素部12。形成于黑电平基准像素部13(13-1和13-2)上方的聚光透镜91(91-2和91-3)会聚入射光并将该入射光导向第二遮光膜72的表面。通过也在黑电平基准像素部13的上方形成聚光透镜91-2和91-3，可以防止入射光漏入黑电平基准像素部13中。

在关于第三固态摄像装置的第九实施例中，形成两层遮光膜，即第一遮光膜71和第一遮光膜72，并由此形成了遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这能够增强遮光性能并充分地确保黑电平基准像素部13上方的遮光性。此外，由于第一遮光膜71和第二遮光膜72分别由第二金属布线层22和第三金属布线层23的金属布线形成，因此不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。因此，可以在保持高遮光性能的同时减小布线层的厚度，并缩短聚光距离。

以下将参照图11描述本发明的关于上述第三固态摄像装置的第十实施例，图11是第十实施例的示意性结构的剖面图。图11图示了作为固态摄像装置的一个示例的CMOS图像传感器。

如图11所示，第三固态摄像装置10包括形成于半导体基板11上并由光电二极管形成的光接收像素部12和黑电平基准像素部13(13-1和13-2)。此外，第三固态摄像装置10包括形成于光接收像素部12和黑电平基准像素部13上方的多层布线部14。

内部像素晶体管单元81形成于半导体基板11上。内部像素晶体管单元81将从光接收像素部12读出的信号电荷转换为电压，并例如具有传输门、复位晶体管、放大晶体管以及选择晶体管。在附图中，图示了每个内部像素晶体管单元81的一个晶体管，而对其它部分的图示加以省略。后面将参照图12详细描述内部像素晶体管单元81。

在半导体基板11上，形成覆盖了光接收像素部12、黑电平基准像素部13、内部像素晶体管单元81等的透明绝缘膜50。例如可以对该透明绝缘膜50的表面进行平坦化。

多层布线部14形成于绝缘膜50上。

多层布线部14包括从半导体基板11侧沿多层布线部14的厚度方向依次堆叠而成的多个金属布线层20(例如第一金属布线层21、第二金属布线层22(相当于权利要求9中的第一金属布线层)以及第三金属布线层23(相当于权利要求9中的第二金属布线层))。此外，多层布线部14包括使各金属布线层20互相绝缘的层间绝缘膜40。

金属布线层20例如由用作半导体装置的布线材料的铜(Cu)、铝(Al)或钨(W)等的金属布线形成。层间绝缘膜40例如由氧化硅(SiO₂)膜形成。其它材料也可用于层间绝缘膜40，只要该材料能使金属布线互相绝缘。因此可使用具有透光性的无机绝缘膜、有机绝缘膜等等。

在金属布线层20(例如第三金属布线层23)与下方的金属布线层20(第二金属布线层22)之间的层间绝缘膜40(43)中，形成有穿过层间绝缘膜43并将第三金属布线层23的第三金属布线33连接到第二金属布线层22的第二金属布线32的接触插头53。自然地，尽管附图中未图示，还存在通过接触插头彼此连接的由其它金属布线层形成的金属布线。

在金属布线层20中，例如第一金属布线层21的一部分第一金属布线31的经形成于绝缘膜50中的接触插头51与内部像素晶体管单元81的栅极、扩散层区域(未图示)等连接。

在形成为覆盖最上面金属布线层20(第三金属布线层23)的上表面的层间绝缘膜45的上表面上，例如使用铝(Al)等形成焊盘61以用于电连接到外围电路(未图示)等。

在焊盘61与位于焊盘61正下方的第三金属布线层23的第三金属布线33-5之间的层间绝缘膜45中，例如使用铝(Al)等形成穿过层间绝缘膜45并将焊盘61连接到第三金属布线33-5的接触插头55。

在层间绝缘膜45上形成覆盖焊盘61的层间绝缘膜46，且尽管未图示，在焊盘61上方形成有用于露出焊盘61的表面的开口。

在与黑电平基准像素部13-1和13-2的光电二极管相对的位置，使用第二金属布线层22的第二金属布线形成第一遮光膜71(71-1和71-2)。各第一遮光膜71例如形成为面状图案。

如果由于布线排列的限制而需要在遮光区域设置间隙，则像图11中第一遮光膜71之间的间隙一样，以避开黑电平基准像素部13上方的区域的方式将间隙布置于第一遮光膜之间。

在第一遮光膜71上方，使用第三金属布线层23的第三金属布线形成第二遮光膜72。第二遮光膜72例如形成为以一个平面图案覆盖各第一遮光膜71。

在竖直方向(列方向)的各第一遮光膜71的端部，沿水平方向(行方向)形成有第三遮光膜73。由于第三遮光膜73目的不在于电连接而在于增加遮光膜的厚度并避免遮光膜的分离，故第三遮光膜73例如形成为线状图案或点状图案。图11中，第三遮光膜73布置为等间距的点状图案。各第三遮光膜73分别连接于第一遮光膜71和第二遮光膜72。第三遮光膜73可由与接触插头53相同的层形成。

由于在第一遮光膜71和第二遮光膜72之间设有第三遮光膜73，可以阻挡穿过第一遮光膜71和第二遮光膜72之间并向第一遮光膜71照射的大部分倾斜入射光。

于是，借助于三层遮光膜，即从第一遮光膜71到第三遮光膜73等遮光膜，阻挡了向黑电平基准像素部13的光电二极管区域入射的光。

尽管附图中未图示，然而还可使用第三金属布线层23上方的金属布线层在第二遮光膜72上方进一步形成遮光膜。此外，为了进一步增强遮光性能，可使用第一金属布线层21或用于形成连接第一金属布线层21和第一金属布线层22的插头的层，在第一遮光膜71下形成另一遮光膜。

在此结构中，遮光膜使用金属布线层的金属布线形成。因此，该结构的优点在于遮光膜的形成不受遮光膜之上和之下的金属布线层的金属布线的位置的限制。

层间绝缘膜46的表面被平坦化。作为一种替代方式，可在层间绝缘膜46上形成平坦化绝缘膜(未图示)。尽管未图示，滤色层可形成于层间绝缘膜46上或平坦化绝缘膜上。此外，通过透明绝缘膜在每个光接收像素部12和黑电平基准像素部13的上方形成聚光透镜91。

形成于光接收像素部12上方的聚光透镜91(91-1)将入射光会聚并把该入射光引导到光接收像素部12。形成于黑电平基准像素部13(13-1和13-2)上方的聚光透镜91(91-2和91-3)将入射光会聚并把该入射光引导到第二遮光膜72的表面。通过在黑电平基准像素部13上方形成聚光透镜91-2和91-3，可避免入射光泄露到黑电平基准像素部13中。

在关于第三固态摄像装置的第十实施例中，形成从第一遮光膜71到第三遮光膜73等遮光膜，并由此形成了遮光膜的厚度大于相关技术的遮光结构。这能够增强遮光性能并充分地确保黑电平基准像素部13上方的遮光性。此外，第一遮光膜71和第二遮光膜72分别由第二金属布线层22和第三金属布线层23的金属布线形成。第三遮光膜可由与接触插头53相同的层形成。于是，不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。因此，可以在保持高遮光性能的同时减小布线层的厚度，并缩短聚光距离。

以下将参照图12的平面布局图描述关于第三固态摄像装置的第十实施例中第三遮光膜的布局的一个示例。

如图12所示，在固态摄像装置10中，用于将入射光转换为电信号的光电二极管PD例如以方形排列。浮动扩散部FD(floating diffusion)设置于多个光电二极管PD中的沿着对角线方向彼此相邻的四个光电二极管PD(PD1)、PD(PD2)、PD(PD3)以及PD(PD4)的中央部。分别连接到光电二极管PD(PD1、PD2、PD3以及PD4)的传输门TG(TG1、TG2、TG3以及TG4)形成为与浮动扩散部FD连接。

此外，布置有将从各光电二极管PD读出的信号电荷转换为电压的内部像素晶体管单元81，该内部像素晶体管单元81为光电二极管PD1、PD2、PD3以及PD4所公用。

内部像素晶体管单元81例如具有复位晶体管TrR、作为信号放大器的放大晶体管TrA、以及选择晶体管TrS。

传输门TG连接于光电二极管PD的阴极与浮动扩散部FD之间。响应于提供给传输门TG的栅极(控制电极)的传输脉冲，传输门TG将信号电荷(本示例中为电子)传输到浮动扩散部FD，所述电荷是由光电二极管PD进行光电转换得到的并积聚于所述光电二极管PD中。

复位晶体管TrR的漏极与复位线(未图示)连接，且复位晶体管TrR的源极连接到浮动扩散部FD。在信号电荷从光电二极管PD传输到浮动扩散部FD之前，响应于给复位晶体管TrR的栅极提供的复位脉冲RST，复位晶体管TrR将浮动扩散部FD的电位复位到复位电压Vrst。

放大晶体管TrA的栅极与浮动扩散部FD连接，且放大晶体管TrA的漏极与像素电源Vdd连接。放大晶体管TrA将由复位晶体管TrR进行复位后得到的浮动扩散部FD的电位作为复位电平输出。此外，放大晶体管TrA将由传输门TG传输信号电荷后得到的浮动扩散部FD的电位作为信号电平输出。

例如，选择晶体管TrS的漏极与放大晶体管TrA的源极相连，且选择晶体管TrS的源极与输出信号线(未图示)连接。选择晶体管TrS响应于给其栅极提供的选择脉冲SEL而进入导通状态，由此将像素设置为选中状态，并将信号从放大晶体管TrA输入到输出信号线(未图示)。

还可以采用选择晶体管TrS连接于像素电源Vdd与放大晶体管TrA的漏极之间的结构。

光电二极管PD的结构对光接收像素部(未图示)和黑电平基准像素部13是一样的。

如图12所示，第一遮光膜71形成于黑电平基准像素部13上方。例如，第一遮光膜71沿水平方向设置以覆盖沿水平方向排列的各行光电二极管PD。

此外，第二遮光膜72形成于黑电平基准像素部13的光电二极管PD上方。该第二遮光膜72形成为覆盖全部黑电平基准像素部13。

在竖直方向的各所述第一遮光膜71的端部，沿水平方向(行方向)形成有第三遮光膜73。第三遮光膜73例如形成为具有等间隔的点状图案。第三遮光膜73分别连接第一遮光膜71和第二遮光膜72。

一些场合中，第一遮光膜71沿竖直方向设置，且第三遮光膜73沿竖直方向排列。此外，还可以使第三遮光膜73以例如点状图案或线状图案形成于第一遮光膜71和第二遮光膜72之间的整个区域中。

上述各实施例中的金属布线和用于连接金属布线的接触插头的材料的示例除了铜和铝之外还包括诸如钨、铝合金和铜合金等其它用于金属布线的金属材料。

用于金属布线的势垒金属(barrier metal)的材料的例子包括钛、钽、钨、钌等等，或者包括这些金属的氮化物以及主要由任何这些金属构成的合金，或者包括选自这些金属、这些金属的氮化物、这些金属的合金等构成的多层膜。

第二固态摄像装置的第六实施例中的第二遮光膜72和第四遮光膜74以及第三固态摄像装置的第九实施例和第十实施例中的第一遮光膜71和第二遮光膜72也可用于电连接。

在此情况下，这些遮光膜不仅可用作一般布线还可用作分路线。例如，如果遮光膜用作诸如电源布线等允许高电流密度的电流流过的线，则遮光膜可有效地作为应对因布线厚度减少而引起布线电阻增加的对策。具体地，遮光膜可有效地降低具有长布线长度的大面积固态摄像装置中的功耗。

以下将描述上述各实施例中还用作多层布线部14的金属布线的遮光膜的必要厚度。

通常，无论入射光的亮度如何，黑电平基准像素部13被用于充分地衰减入射光，以使固态摄像装置即使在高亮度环境中仍达到所需的对比度。

尽管取决于位置，然而自然环境下的阳光的亮度可达到1000001x(lux)或更高。接下来，将讨论遮光膜的必要厚度以将该亮度降到0.11x或更低。

遮光性能由物质表面的反射性和物质的吸收性所体现。例如，材料薄膜上的入射光的透射率T、入射光的反射率R、入射光的吸收系数α以及材料薄膜的厚度d具有如等式(1)所示的关系：

T＝(1-R)exp(-αd)             (1)

如果厚度为d₁的材料薄膜的透射率定义为T₁且厚度为d₂的材料薄膜的透射率定义为T₂的话，则T₁和T₂之间的关系可基于等式(1)由等式(2)表示：

log(T₁/T₂)＝-α(d₁-d₂)        (2)

吸收系数α可由等式(3)以消光系数K表示：

α＝(4π/λ)K                 (3)

因此，透射率T、材料薄膜厚度d以及消光系数K之间的关系由等式(4)表示：

log(T₁/T₂)＝-(4π/λ)K(d₁-d₂) (4)

即，等式(4)表示：当在纵坐标上标出遮光膜的透射率的对数并在横坐标上标出遮光膜的厚度d时，将得到直线且该线的斜率大时表示消光系数K高，即遮光性能高。

通过以这种方式画出透射率T的对数曲线图来表示遮光性能，这样可以更容易地比较各材料薄膜之间的遮光特性。于是，本说明书中所有的透射率都以dB表示。用于转换为dB的等式如下所示。

dB＝20logT                    (5)

考虑铜、钛、钽、钌以及钨，透射率与入射光的波长之间的关系如图13所示，所测数据是透射率与可见光范围中的波长的相互关系。

此外，考虑上述相同的金属，膜厚与针对入射光的透射率之间的关系如图14所示，其中所述入射光的波长可提供高透射率，所测数据是膜厚与可提供高透射率的波长之间的相互关系。

将光强从1000001x(lux)衰减到0.11x(lux)需要小于或等于-120dB透射率的遮光性能。例如，如果以钽作为铜布线的势垒金属，且钽膜厚度为15nm的话，铜布线需要216nm的厚度才能达到-120dB的遮光性能。如果每层的铜布线的厚度小于216nm，则应用任何上述实施例都是有效的。

以下将参照图1描述本发明的固态摄像装置的第一制造方法的实施例。

如图1所示，通过固态摄像装置的一般制造方法，每个由光电二极管形成的光接收像素部12和黑电平基准像素部13形成于半导体基板11上，且多层布线部14形成于光接收像素部12和黑电平基准像素部13的上表面上。

多层布线部14通过从半导体基板11侧依次交替地形成层间绝缘膜40和金属布线层20(例如第一金属布线层21、第二金属布线层22(相当于权利要求11的第一金属布线层)以及第三金属布线层23(相当于权利要求11的第二金属布线层))而形成。此外，根据需要形成穿过金属布线层20之间的层间绝缘膜40的接触插头。例如，在金属布线层20(第三金属布线层23)和下方的金属布线层20(第二金属布线层22)之间的层间绝缘膜40(43)中，形成穿过层间绝缘膜43并将第三金属布线层23的第三金属布线33连接到下方的第二金属布线层22的第二金属布线32(相当于权利要求11的第一金属布线)的接触插头53。自然地，尽管附图中未图示，然而接触插头也可形成于由其它金属布线层形成的金属布线之间。

金属布线层20使用例如铜(Cu)、铝(Al)或钨(W)等用作半导体装置的布线材料的金属布线形成。层间绝缘膜40例如由氧化硅(SiO₂)膜形成。其它材料层也可以用于层间绝缘膜40，只要该材料能使金属布线彼此绝缘。为此可使用具有透光性的无机绝缘膜、有机绝缘膜等。

在形成接触插头53时，在黑电平基准像素部13上方的第二金属布线层22的第二金属布线32之间的区域的上方，第一遮光膜71形成为与由第二金属布线层22形成的第二金属布线32相分离。即，第一遮光膜71在形成接触插头53的相同步骤中形成。第一遮光膜71例如形成为线状图案。

此外，在与形成第三金属布线层23的第三金属布线33的相同步骤中，即通过使用与第三金属布线层23的第三金属布线33相同的材料层，形成第二遮光膜72以与第一遮光膜71相连。该第二遮光膜72例如形成为面状图案。

随后，形成层间绝缘膜45以覆盖最上面的金属布线层20(第三金属布线层23)的上表面，且延伸至第三金属布线层23的第三金属布线33-5的连接孔形成于层间绝缘膜45中。在连接孔中，例如使用铝(Al)形成连接第三金属布线33-5的接触插头55。在层间绝缘膜45的上表面上，例如使用铝(Al)形成连接于接触插头55并允许电连接到外围电路等(未图示)的焊盘61。还可使用相同层形成焊盘61和接触插头55。

形成覆盖焊盘61的层间绝缘膜46。

层间绝缘膜46的表面被平坦化。可替代地，也可以在层间绝缘膜46上形成平坦化绝缘膜(未图示)。

尽管附图中未图示，滤色层形成于层间绝缘膜46或平坦化绝缘膜上。此外，聚光透镜隔着透明绝缘膜形成于每个光接收像素部12和黑电平基准像素部13的上方。

形成于每个光接收像素部12上方的聚光透镜将入射光会聚并将该入射光引导到光接收像素部12。形成于黑电平基准像素部13上方的聚光透镜将入射光会聚并将该入射光引导到第二遮光膜72的表面。通过也在黑电平基准像素部13上方形成聚光透镜，防止了入射光漏入到黑电平基准像素部13中。

在上述描述中，使用最上面的第三金属布线层23形成第二遮光膜72，并且第一遮光膜71形成于第三金属布线层23和在下层方向与之相邻的第二金属布线层22之间。然而，第一遮光膜71可形成于第一金属布线层21和第二金属布线层22之间。此外，如果金属布线层的数目为四个或更多的话，第一遮光膜71可作为中间层形成于金属布线层之间。因此，使用位于第一遮光膜71正上方的金属布线层形成第二遮光膜72。

第一遮光膜71可形成为线状图案或点状图案。线状图案可具有相同的宽度或不同的宽度。

类似地，点状图案可具有相同的尺寸或不同的尺寸。

此外，可形成与上述第一固态摄像装置的第二到第五实施例所述的相似的配置。这里，如果遮光膜形成于金属布线层之间，则遮光膜可与将形成于金属布线层之间的接触插头在相同的步骤中并且使用相同的材料层形成。如果遮光膜使用金属布线层形成，则遮光膜可与金属布线层的金属布线在相同的步骤中并使用相同的材料层形成。

在形成第三遮光膜73的情况中，所述第三遮光膜73隔着第二遮光膜72至少与未形成第一遮光膜71的区域相对，基于用于形成第一遮光膜71的光掩模的图案和用于形成第三遮光膜73的光掩模的图案对第三遮光膜73的形成加以调节。

第三遮光膜73可形成为线状图案或点状图案。线状图案可具有相同的宽度或不同的宽度。

类似地，点状图案可具有相同的尺寸或不同的尺寸。

在上述第一制造方法中，第一遮光膜71形成于第二金属布线层22和第三金属布线层23之间，且第二遮光膜72使用第三金属布线层23形成。因此，遮光膜形成为两层，这样可增强黑电平基准像素部13上方的遮光能力。此外，由于使用金属布线层之间的层与金属布线层形成遮光膜，故不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。因此，可以在保持高遮光性能的同时减少布线层的厚度，并缩短聚光距离。

以下将参照图6描述本发明的固态摄像装置的第二制造方法的实施例。

在此实施例中，除了形成遮光膜的步骤以外，其它步骤与固态摄像装置的一般制造方法的相似。因此，以下将描述形成遮光膜的步骤。

第一遮光膜71形成于黑电平基准像素部13上方的第一金属布线层21的第一金属布线31之间的区域上方。具体地，在形成将第一金属布线层21的第一金属布线31连接到第二金属布线层22的第二金属布线32的接触插头(未图示)的步骤中，第一遮光膜71形成为与黑电平基准像素部13上方的第一金属布线层21的第一金属布线31之间的区域上方的第一金属布线31相分离。即，第一遮光膜71形成于与形成接触插头相同的步骤中。第一遮光膜71例如形成为线状图案。

在与形成第二金属布线层22的第二金属布线32相同的步骤中，即使用与第二金属布线层22的第二金属布线32相同的材料层形成第二遮光膜72以与第一遮光膜71连接。该第二遮光膜72例如形成为面状图案。

在与形成接触插头53相同的步骤中，即使用与接触接触插头53相同的材料层形成第三遮光膜73以与第二遮光膜72连接，所述接触插头53将第二金属布线层22的第二金属布线32连接到第三金属布线层23的第三金属布线33。所述第三遮光膜73例如形成为线状图案。最好将线状图案之间的间隔设置为尽可能小。例如，可采用具有对应于曝光极限的间隔的图案。

在与形成第三金属布线层23的第三金属布线33相同的步骤中，即使用与第三金属布线层23的第三金属布线33相同的材料形成第四遮光膜74以与第三遮光膜73连接。该第四遮光膜74例如形成为面状图案。

在第二制造方法中，遮光膜形成为四层。这样，可以增强黑电平基准像素上方的遮光能力。此外，由于使用金属布线层之间的层与金属布线层形成遮光膜，故不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。因此，可以减少布线层的厚度并同时保持高遮光性能，并缩短聚光距离。

在本实施例中，隔着层间绝缘膜40(43)形成有由面状金属膜形成的第二遮光膜72与第四遮光膜74。通常，因为堆积了应力不同的绝缘膜和金属膜，所以由于绝缘膜和金属膜之间的应力差，将在绝缘膜和金属膜之间的界面处会发生分离。

然而，在上述结构中，形成为线状图案或点状图案的第三遮光膜73设置于第二遮光膜72与第四遮光膜74之间，于是由于第三遮光膜73而使应力分散。因此，第二遮光膜72与层间绝缘膜40(43)之间的粘合性以及第四遮光膜74与层间绝缘膜40(43)之间的粘合性通过第三遮光膜73增强了。

因此，第二遮光膜72与第四遮光膜74很难从层间绝缘膜40(43)处离。

以下将参照图9描述本发明的固态摄像装置的第三制造方法的实施例。

在此实施例中，除了形成遮光膜的步骤以外，其它步骤与固态摄像装置的一般制造方法相似。因此，以下将描述形成遮光膜的步骤。

在与形成第二金属布线层22的第二金属布线32相同的步骤中，使用黑电平基准像素部13上方的第二金属布线层22(相当于权利要求17中的第一金属布线层)的第二金属布线32形成第一遮光膜71。即，通过使用与第二金属布线层22的第二金属布线32相同的材料层形成第一遮光膜71。第一遮光膜71例如形成为面状图案。

在与形成第三金属布线层23(相当于权利要求17中的第二金属布线层)的第三金属布线33相同的步骤中，即使用与第三金属布线层23的第三金属布线33相同的材料形成第二遮光膜72。该第二遮光膜72例如形成为面状图案。

尽管在附图中未图示，然而还可使用第三金属布线层上方的金属布线层在第二遮光膜72的上方形成其它遮光膜。

在第三制造方法中，遮光膜形成为两层或更多层。这样，可以增强黑电平基准像素上方的遮光能力。此外，由于使用金属布线层形成遮光膜，故不需要形成额外的用于遮光膜的金属层。因此，可以减少布线层的厚度，同时保持高遮光性能，并缩短聚光距离。

接下来，将描述使用金属布线层之间的层与该层之上的金属布线层形成遮光膜的具体方法。

如图15A所示，用于形成第一遮光膜的多个沟47(或孔)形成于层间绝缘膜40(41)中。在本说明书中采用的是沟。沟47与上述的用于形成接触插头的连接孔同时形成。

如果多个沟47的间隔设置为较小值，例如该较小值对应于曝光极限的值，则第一遮光膜以高密度形成。这使得沟47之间的层间绝缘膜41的上部也被蚀刻。

随后，如图15B所示，将金属布线材料埋入沟47中，并将层间绝缘膜41上方的多余金属布线材料去除以在沟47内部形成第一遮光膜71。因为沟47之间的层间绝缘膜41的上部也被蚀刻，所以通过埋入沟47中形成的第一遮光膜71的侧部的厚度可以增加d。

随后，如图15C所示，在层间绝缘膜41上形成层间绝缘膜40(42)，并在形成用于形成金属布线层的金属布线的沟的同时，在多个第一遮光膜71的上方形成用于形成第二遮光膜的沟48。

随后，如图15D所示，将金属布线材料埋入沟48并将层间绝缘膜42上的多余金属布线材料去除以在沟48内部形成第二遮光膜72。这样，第二遮光膜72形成于第一遮光膜71上，并且第二遮光膜72的厚度通过第一遮光膜71增加。

上述过程可应用于各实施例的固态摄像装置中所描述的从第一遮光膜71到第四遮光膜74等遮光膜的形成方法。

如图16所示，以高密度的线状图案形成第一遮光膜71产生的效果是使沟47之间的层间绝缘膜41的上部也被蚀刻。因此，遮光膜材料也形成于第一遮光膜71之间，于是形成具有大厚度的第一遮光膜71。

此外，第一遮光膜71应形成于正下方未形成有金属布线33的区域中。因此，如图17所示形成第一遮光膜71，以使得对应于金属布线33的区域被剩下。同样在此情况下，因为其中形成有第一遮光膜71的沟47的侧部被蚀刻，所以可形成具有局部大厚度的第一遮光膜71。

另一方面，如图18所示，如果未形成第一遮光膜，于是仅设有具有平面图案的第二遮光膜72，则由于在化学机械抛光时的凹陷等，第二遮光膜72的中部被抛光并变薄，并因此降低了遮光性能。

在上述各实施例中，如果金属布线、接触插头、遮光膜等使用铜或铜合金形成，则优选地在层间绝缘膜与金属布线、接触插头以及遮光膜之间的界面处形成势垒金属，从而防止铜的扩散和氧化。例如可使用钽膜、氮化钽膜或氮化钛膜等作为势垒金属层。此外，钽膜或钛膜可形成为势垒金属层与绝缘膜之间的粘合层以增强与绝缘膜的粘合性。

如果遮光膜形成为多层，则最上面的遮光膜可以由具有高遮光能力的金属膜形成。例如，优选用铝膜形成最上面的遮光膜。

本领域的技术人员应当理解，只要在所附的权利要求书或等同物的范围内，根据设计要求和其它因素，可做出各种变化、组合、子组合和替换。

Claims (17)

1.一种固态摄像装置，其包括：

光接收像素部，其形成于半导体基板上；

黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及

多层布线部，其设置于包括所述光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板的上方，该多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在该绝缘层中形成为多层的金属布线层，

其中，所述多层布线部具有第一遮光膜和第二遮光膜，所述第一遮光膜形成于作为所述黑电平基准像素部上方的所述金属布线层之一的第一金属布线层的第一金属布线之间的区域上方，所述第二遮光膜与所述第一遮光膜连接并由所述第一布线层上方的第二金属布线层形成。

2.如权利要求1所述的固态摄像装置，其中，

所述第一遮光膜形成为与所述第一金属布线相分离。

3.如权利要求1所述的固态摄像装置，其中，

所述第一遮光膜形成为线状图案。

4.如权利要求1所述的固态摄像装置，其中，

所述多层布线部设有与所述第二遮光膜的上部连接的第三遮光膜。

5.如权利要求4所述的固态摄像装置，其中，

所述第三遮光膜形成为隔着所述第二遮光膜至少与未形成所述第一遮光膜的区域相对。

6.如权利要求1所述的固态摄像装置，其中，

在所述黑电平基准像素部的上方设有聚光透镜，所述聚光透镜将光会聚到所述第一遮光膜和所述第二遮光膜的遮光区域。

7.一种固态摄像装置，其包括：

光接收像素部，其形成于半导体基板上；

黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及

多层布线部，其设置于包括所述光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板的上方，该多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在该绝缘层中形成为多层的金属布线层，

其中，所述多层布线部具有第一遮光膜和第二遮光膜，所述第一遮光膜形成于作为所述黑电平基准像素部上方的所述金属布线层之一的第一金属布线层的第一金属布线之间的区域上方，所述第二遮光膜与所述第一遮光膜连接并由所述第一金属布线层上方的第二金属布线层形成，并且

形成有多个遮光膜组，每个遮光膜组包括所述第一遮光膜和所述第二遮光膜。

8.如权利要求7所述的固态摄像装置，其中，

在所述黑电平基准像素部的上方设有聚光透镜，所述聚光透镜将光会聚到所述第一遮光膜和所述第二遮光膜的遮光区域。

9.一种固态摄像装置，该装置包括：

光接收像素部，其形成于半导体基板上；

黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及

多层布线部，其设置于包括所述光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板的上方，该多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在该绝缘层中形成为多层的金属布线层，

其中，所述多层布线部具有第一遮光膜和第二遮光膜，所述第一遮光膜由作为所述黑电平基准像素部上方的所述金属布线层之一的第一金属布线层形成，所述第二遮光膜由所述黑电平基准像素部上方的所述第一金属布线层上方的第二金属布线层形成。

10.如权利要求9所述的固态摄像装置，其中，

在所述黑电平基准像素部的上方设有聚光透镜，所述聚光透镜将光会聚到所述第一遮光膜和所述第二遮光膜的遮光区域。

11.一种固态摄像装置的制造方法，所述固态摄像装置包括：光接收像素部，其形成于半导体基板上；黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及多层布线部，其设置于包括所述光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板的上方，该多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在该绝缘层中形成为多层的金属布线层，所述方法包括以下步骤：

在所述黑电平基准像素部上方的所述金属布线层的第一金属布线层的第一金属布线之间的区域上方形成第一遮光膜；以及

使用所述第一金属布线层上方的第二金属布线层形成与所述第一遮光膜连接的第二遮光膜。

12.如权利要求11所述的固态摄像装置的制造方法，其中，

使用与穿过所述第一金属布线层和所述第二金属布线层之间的所述绝缘层而形成的接触插头的材料层相同的材料层，形成所述第一遮光膜。

13.如权利要求11所述的固态摄像装置的制造方法，还包括下面步骤：

在所述第二遮光膜上形成第三遮光膜。

14.如权利要求13所述的固态摄像装置的制造方法，其中，

在黑电平基准像素部上方的区域，隔着所述第二遮光膜至少与未形成所述第一遮光膜的区域相对，形成所述第三遮光膜。

15.如权利要求13所述的固态摄像装置的制造方法，其中，

以线状图案形成所述第三遮光膜。

16.一种固态摄像装置的制造方法，所述固态摄像装置包括：光接收像素部，其形成于半导体基板上；黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及多层布线部，其设置于包括所述光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板的上方，该多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在该绝缘层中形成为多层的金属布线层，所述方法包括以下步骤：

在所述黑电平基准像素部上方的所述金属布线层的第一金属布线层的第一金属布线之间的区域上方形成第一遮光膜；

使用所述第一金属布线层上方的第二金属布线层形成与所述第一遮光膜连接的第二遮光膜；

在所述第二金属布线层与位于所述第二金属布线层上方的第三金属布线层之间，形成与所述第二遮光膜连接的第三遮光膜；以及

使用所述第二金属布线层上方的第三金属布线层形成与所述第三遮光膜连接的第四遮光膜。

17.一种固态摄像装置的制造方法，所述固态摄像装置包括：光接收像素部，其形成于半导体基板上；黑电平基准像素部，其形成于所述半导体基板上；以及多层布线部，其设置于包括所述光接收像素部和所述黑电平基准像素部的所述半导体基板的上方，该多层布线部包括形成于所述半导体基板上方的绝缘层以及在该绝缘层中形成为多层的金属布线层，所述方法包括以下步骤：

使用所述黑电平基准像素部上方的金属布线层的第一金属布线层形成第一遮光膜；

使用所述黑电平基准像素部上方的第一金属布线层上方的第二金属布线层形成第二遮光膜。

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