CN101626028B - 固体摄像器件及其制造方法以及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了固体摄像器件及其制造方法以及摄像装置,所述固体摄像器件包括:具有包括光电转换部的像素区域的半导体基板、包括导线并隔着绝缘膜被布置在半导体基板上的布线部、连接至导线的金属焊盘、覆盖金属焊盘的焊盘覆层绝缘膜以及波导材料层。在光电转换部上方的布线部和焊盘覆层绝缘膜中都设有开口,且它们的开口彼此连续从而限定具有敞开侧和封闭侧的波导开口。波导材料层隔着钝化层被布置在波导开口中及焊盘覆层绝缘膜上。焊盘覆层绝缘膜具有50~250 nm范围内的厚度且具有限定该焊盘覆层绝缘膜中的开口的面。该面是倾斜的,并且朝着波导开口的敞开侧逐渐扩宽。在本发明中,增加了光电转换部能够接收的光量。因而,能够提高灵敏度。

Description

固体摄像器件及其制造方法以及摄像装置
相关申请的交叉参考
本申请包含与2008年7月10日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2008-180103的公开内容相关的主题,在此将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及固体摄像器件及其制造方法以及摄像装置。
背景技术
下面将参照图8所示的示意性剖面图来说明现有技术的固体摄像器件。
如图8所示,在半导体基板111中形成有将入射光转换为信号电荷的光电转换部(光接收部)112。光电转换部112被例如包括防反射层和平坦化层的绝缘层121覆盖着。绝缘层121的最上层可以是平坦化层,并且在该最上层上形成有布线部131,该布线部131包括多个布线层和绝缘中间层,各绝缘中间层填充各布线层之间以及构成布线层的各导线之间的空间。布线部131的导线135连接至金属焊盘137。金属焊盘137例如由铝或铝合金制成。
金属焊盘137被布线部131上的焊盘覆层绝缘膜141覆盖着。
在光电转换部112上方的布线部131和焊盘覆层绝缘膜141中形成有光波导151。光波导151是通过隔着钝化层143在波导开口133中形成用于填充该波导开口的波导材料层153来形成的,上述波导开口133被形成在布线部131的绝缘中间层中。
另外,隔着平坦化层161在光波导151上形成有滤色器171和聚光透镜181。例如,在第2006-332421号日本专利申请公开公报中提出了这种结构。
从处理简单化和批量生产的角度出发,焊盘覆层绝缘膜141被形成为300~500nm的厚度。
焊盘覆层绝缘膜141覆盖着金属焊盘137,从而防止金属焊盘137被在形成波导开口133时进行的蚀刻操作所蚀刻。
此外,焊盘覆层绝缘膜141还防止金属焊盘137与在形成波导开口133时用作蚀刻掩模的抗蚀剂层直接接触。如果该抗蚀剂与金属焊盘137发生接触,则当再生该抗蚀剂时金属焊盘137可能会劣化。特别地,铝或铝合金的金属焊盘137发生劣化的可能性很高。
因此,优选设置有焊盘覆层绝缘膜141。
然而,焊盘覆层绝缘膜141被形成为上述较大的厚度。这增加了波导开口133的纵横比从而延长了光波导151的整个长度,因而增加了光波导151中的光学损失。
此外,用波导材料层153填充波导开口133也可能变得困难,并因此可能会在波导材料层153中形成空隙(未图示)。
光波导151中的空隙使入射光发生散射,从而减小了到达光电转换部112的光量,因而导致光接收灵敏度降低。
此外,光波导151长度的增加阻碍了斜射光到达光电转换部112。因此,降低了视角末端的灵敏度,所以阴影变得更差。
发明内容
因此,本发明的目的是解决由于焊盘覆层绝缘膜的存在而不能形成短的光波导,从而使得灵敏度降低并使阴影变差的问题。
在本发明的实施例中,对绝缘中间层或焊盘覆层绝缘膜的厚度及光波导开口的形状进行了优化,从而提高光接收灵敏度并防止阴影变差。
本发明一个实施例的固体摄像器件包括:具有像素区域和像素区域周围的周边电路区域的半导体基板、包括导线并隔着绝缘膜被布置在半导体基板上的布线部、连接至导线的金属焊盘、覆盖金属焊盘的焊盘覆层绝缘膜以及波导材料层。像素区域包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部。在光电转换部上方的布线部和焊盘覆层绝缘膜中都设有开口,并且它们的开口彼此连续从而限定具有敞开侧和封闭侧的波导开口。波导材料层隔着钝化层被布置在波导开口中及焊盘覆层绝缘膜上。焊盘覆层绝缘膜具有在50~250nm范围内的厚度。限定了焊盘覆层绝缘膜中的开口的该焊盘覆层绝缘膜的那个面是倾斜的,并且该面朝着波导开口的敞开侧逐渐扩宽(向周围呈发散状)。
在该固体摄像器件中,波导开口的敞开侧由作为形成有波导开口的各层之中的最上层的焊盘覆层绝缘膜的面限定,该面是倾斜的并且朝着波导开口的敞开侧向周围呈发散状。因此,能够防止钝化层悬于波导开口之上。因而,波导材料层能够顺利填充波导开口而不会形成空隙。另外,还能够减小阴影。更具体地说,由于限定了一部分波导开口的焊盘覆层绝缘膜的那个面是倾斜的且朝着波导开口的敞开侧向周围呈发散状,因此,通常会被阻挡掉的斜射光的一部分能够进入光电转换部。因而,增加了光电转换部能够接收的光量,并因此提高了灵敏度。
此外,焊盘覆层绝缘膜的厚度在50~250nm的范围内,因此小于现有技术的焊盘覆层绝缘膜的厚度。因此,能够缩短入射光到达光电转换部所经过的光路,因而能够提高灵敏度。
另外,光波导可以随着焊盘覆层绝缘膜厚度的减小而被形成得更深。因此,能够改善光波导的特性,并且能增加光电转换部能够接收的光量。因而,能够提高灵敏度。
本发明另一实施例的固体摄像器件包括:具有像素区域和像素区域周围的周边电路区域的半导体基板、包括设有多条导线的多个绝缘中间层并隔着绝缘膜被布置在半导体基板上的布线部、被布置在最上层绝缘中间层上并与一条导线连接的金属焊盘、覆盖金属焊盘的焊盘覆层绝缘膜以及波导材料层。像素区域包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部。在光电转换部上方的布线部和焊盘覆层绝缘膜中都设有开口,且它们的开口彼此连续从而限定具有敞开侧和封闭侧的波导开口。波导材料层隔着钝化层被布置在波导开口中及焊盘覆层绝缘膜上。最上层绝缘中间层具有上面设有金属焊盘的部分以及未设有金属焊盘的部分,且未设有金属焊盘的那部分的厚度小于金属焊盘下方的那部分的厚度。限定了焊盘覆层绝缘膜中的开口的该焊盘覆层绝缘膜的那个面是倾斜的,并且该面朝着波导开口的敞开侧逐渐扩宽(向周围呈发散状)。
在该固体摄像器件中,波导开口的敞开侧由作为形成有波导开口的各层之中的最上层的焊盘覆层绝缘膜的面限定,且该面朝着波导开口的敞开侧倾斜。因此,能够防止钝化层悬于波导开口之上。于是,波导材料层能够顺利填充波导开口而不会形成空隙。此外,还能够减小阴影。更具体地说,由于限定了一部分波导开口的焊盘覆层绝缘膜的那个面是倾斜的且朝着波导开口的敞开侧向周围呈发散状,因而,通常会被阻挡掉的斜射光的一部分能够进入光电转换部。因此,增加了光电转换部能够接收的光量,并因而提高了灵敏度。
此外,最上层绝缘中间层具有上面设有金属焊盘的部分以及未设有金属焊盘的部分,并且未设有金属焊盘的那部分的厚度小于金属焊盘下方的那部分的厚度。于是,布线部中形成有波导的部分的厚度小于现有技术的结构的厚度。因此,能够缩短入射光到达光电转换部所经过的光路,因而能够提高灵敏度。
可选地,光波导可以随着焊盘覆层绝缘膜厚度的减小而被形成得更深。因此,能够改善光波导的特性,并且能增加光电转换部能够接收的光量。因而,能够提高灵敏度。
本发明又一实施例的固体摄像器件包括:具有像素区域和像素区域周围的周边电路区域的半导体基板、包括设有多条导线的多个绝缘中间层并隔着绝缘膜被布置在半导体基板上的布线部、被布置在最上层绝缘中间层上并与所述多条导线中的一条导线连接的金属焊盘、覆盖金属焊盘的焊盘覆层绝缘膜以及波导材料层。像素区域包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部。在光电转换部上方的布线部和焊盘覆层绝缘膜中都设有开口,且它们的开口彼此连续从而限定具有敞开侧和封闭侧的波导开口。波导材料层隔着钝化层被布置在波导开口中及焊盘覆层绝缘膜上。最上层绝缘中间层仅存在于金属焊盘下方。限定了焊盘覆层绝缘膜中的开口的该焊盘覆层绝缘膜的那个面是倾斜的,并且该面朝着波导开口的敞开侧逐渐扩宽(向周围呈发散状)。
在该固体摄像器件中,波导开口的敞开侧由作为形成有波导开口的各层的最上层的焊盘覆层绝缘膜的面限定,且该面朝着波导开口的敞开侧倾斜。因此,能够防止钝化层悬于波导开口之上。于是,波导材料层能够顺利填充波导开口而不会形成空隙。此外,还能够减小阴影。更具体地说,由于限定了一部分波导开口的焊盘覆层绝缘膜的那个面是倾斜的且朝着波导开口的敞开侧向周围呈发散状,因此,通常会被阻挡掉的斜射光的一部分能够进入光电转换部。所以,增加了光电转换部能够接收的光量,并因而提高了灵敏度。
另外,由于最上层绝缘中间层仅存在于金属焊盘下方,因此形成有波导开口的区域中的绝缘中间层的总厚度能够小于现有技术中的总厚度。因此,能够缩短入射光到达光电转换部所经过的光路,因而能够提高灵敏度。
可选地,光波导可以随着焊盘覆层绝缘膜厚度的减小而被形成得更深。因此,能够改善光波导的特性,并且能增加光电转换部能够接收的光量。因而,能够提高灵敏度。
本发明实施例的固体摄像器件制造方法包括以下步骤:在半导体基板中形成像素区域和像素区域周围的周边电路区域,所述像素区域包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部;隔着绝缘膜在半导体基板上形成布线部,该布线部包括设有多条导线的多个绝缘中间层;在布线部的各绝缘中间层的最上层绝缘中间层上形成金属焊盘,该金属焊盘与多条导线之中的一条导线连接;形成焊盘覆层绝缘膜,该焊盘覆层绝缘膜覆盖布线部上的金属焊盘;以及在光电转换部上方的绝缘中间层及焊盘覆层绝缘膜中形成具有敞开侧和封闭侧的波导开口,使得焊盘覆层绝缘膜中的开口具有倾斜面且该倾斜面朝着波导开口的敞开侧逐渐扩宽(向周围呈发散状)。形成金属焊盘的步骤包括以下子步骤:在绝缘中间层的最上层绝缘中间层中形成连接孔,使得所述连接孔与最上层绝缘中间层下方的多条导线中的一条导线连通;在最上层绝缘中间层上形成金属基导电层并使其填充连接孔;使导电层图形化从而在连接孔中形成插头,并形成与所述插头连接的金属焊盘;以及对最上层绝缘中间层进行蚀刻,从而减小金属焊盘周围的最上层绝缘中间层的厚度,或者除去金属焊盘周围的最上层绝缘中间层而保留金属焊盘下方的那部分最上层绝缘中间层。
当利用本实施例的固体摄像器件制造方法形成波导开口时,限定了一部分波导开口的焊盘覆层绝缘膜的那个面是倾斜的,并且该面朝着波导开口的敞开侧向周围呈发散状。于是,防止了钝化层悬于波导开口之上。因而,波导材料层能够顺利填充波导开口而不会形成空隙。另外,由于限定了一部分波导开口的焊盘覆层绝缘膜的那个面是倾斜的且朝着波导开口的敞开侧向周围呈发散状,因此,通常被阻挡掉的斜射光的一部分能够进入光电转换部。因此,增加了光电转换部能够接收的光量并减小了阴影,因而提高了灵敏度。
对最上层绝缘中间层进行蚀刻,从而减小了金属焊盘周围的最上层绝缘中间层的厚度,或者基本上完全除去了金属焊盘周围的最上层绝缘中间层而保留金属焊盘下方的那部分最上层绝缘中间层。因此,能够缩短入射光到达光电转换部所经过的光路,因而能够提高灵敏度。
可选地,可以根据最上层绝缘中间层厚度的减小而将光波导形成得更深。因此,能够改善光波导的特性,并且能增加光电转换部能够接收的光量。因而,能够提高灵敏度。
本发明实施例的摄像装置包括:用于聚集入射光的集光光学部;摄像部,该摄像部包括固体摄像器件,并且用于接收在集光光学部中聚集的光并把所述光光电转换为信号;以及对在摄像部中转换得到的信号进行处理的信号处理部。所述固体摄像器件包括:具有像素区域和像素区域周围的周边电路区域的半导体基板、包括导线并隔着绝缘膜被布置在半导体基板上的布线部、连接至导线的金属焊盘、覆盖金属焊盘的焊盘覆层绝缘膜以及波导材料层。像素区域包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部。在光电转换部上方的布线部和焊盘覆层绝缘膜中都设有开口,且它们的开口彼此连续从而限定具有敞开侧和封闭侧的波导开口。波导材料层隔着钝化层被布置在波导开口中及焊盘覆层绝缘膜上。焊盘覆层绝缘膜具有50~250nm范围内的厚度,并且具有限定该焊盘覆层绝缘膜中的开口的面。该面是倾斜的,并且朝着波导开口的敞开侧逐渐扩宽(向周围发散)。
由于该摄像装置使用了本发明实施例的固体摄像器件,因此提高了各个像素的光电转换部的灵敏度,并减小了阴影。
在本发明实施例的固体摄像器件中,增加了光电转换部能够接收的光量。因此,提高了灵敏度,并减小了阴影。
该摄像装置包括了本发明实施例的固体摄像器件,并因此确保了各个像素的光电转换部有足够的灵敏度。因而,能够有利地增加例如灵敏度等像素特性。此外,还能够减小阴影,因而增加了像素周围的分辨率。因此,能够提高图像质量。
附图说明
图1是本发明实施例的固体摄像器件的示意性剖面图;
图2是示出了灵敏度与光电转换效率之间的关系的图;
图3是示出了阴影差异与阴影强度之间的关系的图;
图4是本发明另一实施例的固体摄像器件的示意性剖面图;
图5是示出了本发明实施例的固体摄像器件制造方法的示意性剖面图;
图6是示出了固体摄像器件制造方法的示意性剖面图;
图7是本发明实施例的摄像装置的框图;以及
图8是现有技术的固体摄像器件的示意性剖面图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行说明。
第一实施例
固体摄像器件
下面参照图1所示的示意性剖面图来说明本发明第一实施例的固体摄像器件。
如图1所示,半导体基板11具有像素区域12和在像素区域12周围的周边电路区域13。像素区域12包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部21。
除了包括光电转换部21之外,像素区域12还包括将从光电转换部21读取的信号电荷转换为电压的像素晶体管部22以及将光电转换部21与像素晶体管部22分隔开的第一隔离部14。第一隔离部14具有浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation,STI)结构并从半导体基板11的表面凸出。
半导体基板11的周边电路区域13也设有具有STI结构的第二隔离部15。
第一隔离部14的埋入半导体基板11中的部分的深度小于第二隔离部15的埋入半导体基板11中的部分的深度。例如,第一隔离部14的埋入半导体基板11中的部分的深度在50~160nm的范围内。第二隔离部15的埋入半导体基板11中的部分的深度例如在200~300nm的范围内。
通过减小像素区域12中的第一隔离部14的埋入部分的深度,能够减小对该STI结构的蚀刻损坏和该STI结构上的膜应力。通过将该埋入部分的深度设定在上述范围内,能够减少白点和暗电流,这对于像素区域12的摄像特性来说是很重要的。
此外,通过使周边电路区域13中的第二隔离部15埋入得比第一隔离部14深,能够增加隔离耐受电压。对周边电路区域13来说,一个重要因素是要高速运行。因此,通过增加该埋入部分的深度,能够减小导线的寄生电容,并因而能够实现高速器件。
因而,能够使像素区域12中的STI结构的深度和周边电路区域13中的STI结构的深度不同,从而实现高性能的固体摄像器件1(1A)。
半导体基板11被例如包括防反射层和平坦化层的绝缘层31覆盖着。绝缘层31的最上层可以是平坦化层,且在该最上层上形成有布线部41。布线部41包括由各导线42、43和44限定的多个布线层以及填充各布线层之间以及各导线之间的空间的绝缘中间层45、46、47和48。布线部41的导线44连接至金属焊盘49。金属焊盘49例如由铝或铝合金制成。
金属焊盘49被布线部41上的焊盘覆层绝缘膜51覆盖着。焊盘覆层绝缘膜51例如由氧化硅制成。可选地,焊盘覆层绝缘膜51可以是包括由氧化硅、氧氮化硅或氮化硅制成的至少两层的复合膜。
在光电转换部21上方的绝缘中间层45、46、47和48及焊盘覆层绝缘膜51中形成有波导开口53。
隔着钝化层55在波导开口53中及焊盘覆层绝缘膜51上形成有波导材料层57。
焊盘覆层绝缘膜51具有50~250nm范围内的厚度,并且焊盘覆层绝缘膜51的限定了一部分波导开口53的那个面S是倾斜的,该面S朝着波导开口53的敞开侧逐渐扩宽(向周围呈发散状)。
由此,通过隔着钝化层55用波导材料层57填充波导开口53,形成了光波导59。
另外,隔着平坦化层61在光波导59上形成有滤色器71和聚光透镜81。此外,在金属焊盘49上的区域中形成有开口63。
下面说明焊盘覆层绝缘膜51的厚度。例如从光接收灵敏度和阴影特性的角度出发,焊盘覆层绝缘膜51被形成为50~250nm的厚度。
焊盘覆层绝缘膜51的厚度被确定如下。
如上所述,限定了波导开口53上部的焊盘覆层绝缘膜51的那个面S是倾斜的,该倾斜面S朝着波导开口53的敞开侧向周围呈发散状。
这种倾斜面对于用波导材料充分填充波导开口而言是很重要的。如果焊盘覆层绝缘膜51的厚度小于50nm,则难以对焊盘覆层绝缘膜51进行蚀刻以形成上述倾斜面。
厚度至少为50nm的焊盘覆层绝缘膜51能够充分保护金属焊盘49使其免于受到在形成波导开口53时的蚀刻。另外,焊盘覆层绝缘膜51这样的厚度使得焊盘覆层绝缘膜51能够保护金属焊盘49使其免于受到抗蚀剂再生(resist reproduction)的影响。具体地,由于沉积的特征,焊盘覆层绝缘膜51在金属焊盘49侧面上的厚度往往小于在其它区域上的厚度。
因此,焊盘覆层绝缘膜51的厚度被设定为50nm以上。
如果在以较小间距形成的金属焊盘49上直接形成钝化层55,则可能会不期望地形成空隙。例如,在以250nm间隔形成的厚度为500nm的各金属焊盘49之间的空间具有较高的纵横比。如果在这样的金属焊盘上直接形成钝化层55,则可能会不期望地出现空隙。
因此,焊盘覆层绝缘膜51由这样的材料形成:该材料能够比钝化层55的材料更容易地填充钝化层55与金属焊盘49之间的空间,由此使得金属焊盘49侧部的纵横比降低。因此,减少了空隙的产生从而增加了可靠性。
优选地,从提高光电转换部21的灵敏度并减少阴影的角度出发,焊盘覆层绝缘膜51的厚度应尽可能地小。然而,焊盘覆层绝缘膜51具有如上所述的重要功能。
因此,焊盘覆层绝缘膜51厚度的上限被设定为250nm。相信具有这种厚度的焊盘覆层绝缘膜能够提高光电转换部21的灵敏度并减少阴影。
在固体摄像器件1(1A)中,限定了一部分波导开口53的焊盘覆层绝缘膜51的那个面S是倾斜的,该面S朝着波导开口53的敞开侧向周围呈发散状。因此,能够防止钝化层55悬于波导开口53之上。
于是,波导材料层57能够顺利地填充波导开口53而不形成空隙。
此外,还能够减小阴影。更具体地说,由于限定了一部分波导开口53的焊盘覆层绝缘膜51的那个面S是倾斜的且朝着波导开口53的敞开侧向周围呈发散状,因而通常会被阻挡掉的斜射光能够部分地进入光电转换部21。
因此,增加了光电转换部21能够接收的光量,并因而提高了灵敏度。
此外,焊盘覆层绝缘膜51的厚度在50~250nm的范围内,因而小于现有技术的焊盘覆层绝缘膜的厚度。
因此,能够缩短入射光到达光电转换部21所经过的光路,从而能够提高灵敏度。
可选地,光波导59可以随着焊盘覆层绝缘膜51厚度的减小而被形成得更深。
因此,光波导的特性得到改善,并因而增加了光电转换部21能够接收的光量。于是,能够提高灵敏度。
此外,焊盘覆层绝缘膜51的存在使得在形成波导开口53时作为蚀刻掩模的抗蚀剂层能够被形成为较薄。例如,该抗蚀剂层能够被形成为1.5μm以下的厚度。
因此,能够增加曝光极限范围(exposure margin)。
此外,由于通过抗蚀剂层和焊盘覆层绝缘膜51来保护金属焊盘49使其免于受到在形成波导开口53时的蚀刻,因而金属焊盘49不会受到蚀刻或劣化。
于是,能够保持金属焊盘49的可靠性。
像素区域12的第一隔离部14从半导体基板11的表面凸出。这导致在第一隔离部14上方的包括防反射层和平坦化层的绝缘膜31的表面出现凸块。即使通过化学机械研磨(chemical mechanical polishing,CMP)将凸块平坦化,该凸块仍会有几十纳米的残留。
残留的凸块会影响上方的布线部41。
因而,形成波导开口53变得困难。通常,光刻和蚀刻随着凸块高度的增加而变得困难。因此,形成精细的开口变得困难。
于是,第一隔离部14的下部被埋入半导体基板11中,从而减小第一隔离部14从半导体基板11表面凸出的高度。例如,该凸出高度被减小到40nm以下,从而使凸块的负面效应最小化。
因此,提高了绝缘膜31表面处的平整度。
通过在由此提高了平整度的绝缘膜31表面上方形成焊盘覆层绝缘膜51,能够进一步减小波导开口53的纵横比,因而能够进一步提高所得到的固体摄像器件1的灵敏度。
即使第一隔离部14的凸出大于上面提到的值,通过减小焊盘覆层绝缘膜51的厚度仍能容易地形成波导开口53。因此,能够增加对波导开口53进行填充的极限范围。
对固体摄像器件1(1A)示例的灵敏度和阴影进行检查以确定摄像性能。结果如图2和图3所示。在图2中,纵轴表示灵敏度,而横轴表示光电转换效率。在图3中,纵轴表示阴影差异,而横轴表示阴影强度。阴影强度表示灵敏度变差的区域相对于视角中心的大小。较高的阴影强度导致像素周围的灵敏度变差。
在图2和图3中示出了结果的本示例的固体摄像器件1(1A)包括厚度在50~250nm范围内的焊盘覆层绝缘膜51。也对作为比较例的现有技术的固体摄像器件进行了检查。比较例的固体摄像器件包括厚度在300~500nm范围内的焊盘覆层绝缘膜51。
图2表明,与比较例的固体摄像器件相比,包括较小厚度的焊盘覆层绝缘膜51的本示例的固体摄像器件的灵敏度大约增加了2%。
图3表明,与比较例的固体摄像器件相比,包括较小厚度的焊盘覆层绝缘膜51的本示例的固体摄像器件的阴影减小了大约3%。
由于在固体摄像器件1(1A)中增加了光电转换部21能够接收的光量,因此提高了灵敏度并减小了阴影。
第二实施例
固体摄像器件
下面参照图4所示的示意性剖面图来说明本发明第二实施例的固体摄像器件。
如图4所示,半导体基板11具有像素区域12和在像素区域12周围的周边电路区域13。像素区域12包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部21。
除了包括光电转换部21之外,像素区域12还包括将从光电转换部21读取的信号电荷转换为电压的像素晶体管部22以及将光电转换部21与像素晶体管部22分隔开的第一隔离部14。第一隔离部14具有STI结构并从半导体基板11的表面凸出。
半导体基板11的周边电路区域13也设有具有STI结构的第二隔离部15。
第一隔离部14的埋入半导体基板11中的部分的深度小于第二隔离部15的埋入半导体基板11中的部分的深度。例如,第一隔离部14的埋入半导体基板11中的部分的深度在50~160nm的范围内。第二隔离部15的埋入半导体基板11中的部分的深度例如在200~300nm的范围内。
通过减小像素区域12中的第一隔离部14的埋入部分的深度,能够减小对该STI结构的蚀刻损坏和该STI结构上的膜应力。通过将该埋入部分的深度设定在上述范围内,能够减少白点和暗电流,这对于像素区域12的摄像特性来说是很重要的。
此外,通过使周边电路区域13中的第二隔离部15埋入得比第一隔离部14深,能够增加隔离耐受电压。对周边电路区域13来说,一个重要因素是要高速运行。因此,通过增加该埋入部分的深度,能够减小导线的寄生电容,并因而能够实现高速器件。
因此,能够使像素区域12中的STI结构的深度和周边电路区域13中的STI结构的深度不同,从而实现高性能的固体摄像器件1(1B)。
半导体基板11被例如包括防反射层和平坦化层的绝缘层31覆盖着。绝缘层31的最上层可以是平坦化层,且在该最上层上形成有布线部41。布线部41包括由各导线42、43和44限定的多个布线层以及填充各布线层之间及各导线之间的空间的绝缘中间层45、46、47和48。金属焊盘49被形成在作为绝缘中间层45、46、47和48之中的最上层的绝缘中间层48上,并且连接至导线44。金属焊盘49例如由铝或铝合金制成,且厚度例如在600~1120nm的范围内,更优选在600~650nm的范围内。
如果金属焊盘49的金属层仅用于金属焊盘,则将金属焊盘49形成为例如1120nm的较大厚度是有利的。
然而,在本实施例中,金属焊盘49的金属层还用作布线层。由于接合阻抗(bonding resistance)随着厚度的增加而增加,因此金属焊盘49能够被形成为600nm以上的厚度。另一方面,台阶高度可能会导致诸如滤色器等其它层被形成得不平坦,从降低台阶高度的角度出发,将金属焊盘49形成为650nm以下的厚度是有利的。
未设有金属焊盘49的那部分最上层绝缘中间层48的厚度d2小于在金属焊盘49下方的那部分绝缘中间层48的厚度d1。
例如,在金属焊盘49下方的那部分最上层绝缘中间层48的厚度d1为550~600nm。未设有金属焊盘49的那部分最上层绝缘中间层48的厚度d2为350nm以下。可选地,在未形成金属焊盘49的区域中可以不形成最上层绝缘中间层48。
对金属焊盘49下方的最上层绝缘中间层48的厚度d1进行了研究。例如,利用与金属焊盘49接触的针重复进行耐久试验。当金属焊盘49下方的这部分最上层绝缘中间层48的厚度d1为350nm时,耐久性减小到该最上层绝缘中间层的厚度d1为450或550nm时的耐久性的一半。另一方面,厚度d1分别为450和550nm的绝缘中间层表现为相同的耐久性。
对厚度d1为450和550nm的最上层绝缘中间层48进行了结构分析,且未发现在这些绝缘中间层中出现裂纹。然而,在厚度d1为450nm的样品中观察到有泄漏电流产生。
该结果表明,金属焊盘49下方的最上层绝缘中间层48的厚度d1能够是550nm以上。然而,过大的厚度d1可能会导致覆盖着金属焊盘49的层的覆盖范围减小。因此,厚度d1的上限为1120nm。然而,厚度d1的上限可以随着金属焊盘49的厚度而变化。更具体地说,金属焊盘49下方的最上层绝缘中间层48的厚度d1的上限被设定为使得金属焊盘49能够被下述的焊盘覆层绝缘膜51和钝化层55所覆盖。
金属焊盘49被布线部41上的焊盘覆层绝缘膜51覆盖着。焊盘覆层绝缘膜51例如由氧化硅制成。可选地,焊盘覆层绝缘膜51可以是包括由氧化硅、氧氮化硅或氮化硅制成的至少两层的复合膜。
在光电转换部21上方的绝缘中间层45、46、47和48及焊盘覆层绝缘膜51中形成有波导开口53。
隔着钝化层55在波导开口53中及焊盘覆层绝缘膜51上形成有波导材料层57。
焊盘覆层绝缘膜51的厚度在50~250nm的范围内,并且焊盘覆层绝缘膜51的限定了一部分波导开口53的那个面S是倾斜的,该面S朝着波导开口53的敞开侧向周围呈发散状。
由此,通过隔着钝化层55用波导材料层57填充波导开口53,形成了光波导59。
另外,隔着平坦化层61在光波导59上形成有滤色器71和聚光透镜81。此外,在金属焊盘49上的区域中形成有开口63。
如上所述,从光接收灵敏度和阴影特性的角度出发,焊盘覆层绝缘膜51被形成为50~250nm的厚度。
在第二实施例的固体摄像器件1(1B)中,以与第一实施例固体摄像器件1(1A)中相同的方式,限定了一部分波导开口53的焊盘覆层绝缘膜51的那个面S是倾斜的,且该面S朝着波导开口53的敞开侧向周围呈发散状。因此,能够防止钝化层55悬于波导开口53之上。
因此,波导材料层57能够顺利填充波导开口53而不会形成空隙。
此外,还能够减小阴影。更具体地说,由于限定了一部分波导开口53的焊盘覆层绝缘膜51的那个面S是倾斜的且朝着波导开口53的敞开侧向周围呈发散状,因此通常会被阻挡掉的斜射光能够部分地进入光电转换部21。
于是,增加了光电转换部21能够接收的光量,并因而提高了灵敏度。
此外,焊盘覆层绝缘膜51的厚度在50~250nm的范围内,因此小于现有技术的焊盘覆层绝缘膜的厚度。
另外,由于未设有金属焊盘49的那部分最上层绝缘中间层48的厚度d2小于在金属焊盘49下方的那部分绝缘中间层48的厚度d1,因此能够比现有技术更多地减小绝缘中间层的厚度。
可选地,最上层绝缘中间层48可以仅被形成在金属焊盘49下方。在这种情况下,在形成有波导开口53的区域中的绝缘中间层的总厚度能够小于现有技术中的总厚度。因此,能够缩短入射光到达光电转换部21所经过的光路,并因而能够提高灵敏度。
通过上述方法,能够缩短入射光到达光电转换部21所经过的光路,因而能够提高灵敏度。
随着形成有光波导59的最上层绝缘中间层48或者焊盘覆层绝缘膜51厚度的减小,光波导59可以被形成得更深。
因此,改善了光波导的特性,并由此增加了光电转换部21能够接收的光量。因而,能够提高灵敏度。
此外,由于在金属焊盘49下方的那部分最上层绝缘中间层48的厚度d1为550nm以上,因此它对形成于金属焊盘49上的接合线(未图示)具有足够的接合阻抗。因此不会出现泄漏电流。
此外,焊盘覆层绝缘膜51的存在使得在形成波导开口53时作为蚀刻掩模的抗蚀剂层能够被形成为较薄。例如,该抗蚀剂层能够被形成为1.5μm以下的厚度。
于是,能够增加曝光极限范围。
另外,由于通过抗蚀剂层和焊盘覆层绝缘膜51来保护金属焊盘49使其免于受到在形成波导开口53时的蚀刻,因此金属焊盘49不会被蚀刻或劣化。
于是,能够保持金属焊盘49的可靠性。
第一隔离部14的下部能够被埋入半导体基板11中,从而减小第一隔离部14从半导体基板11表面凸出的高度。例如,该凸出高度被减小到40nm以下,从而使凸块的负面效应最小化。
因此,提高了绝缘膜31表面处的平整度。
通过在由此提高了平整度的绝缘膜31表面上方形成具有上述结构的焊盘覆层绝缘膜51或最上层绝缘中间层48,能够进一步减小波导开口53的纵横比,因而能够进一步提高所得到的固体摄像器件1(1B)的灵敏度。
即使第一隔离部14的凸出大于上面提到的值,通过减小焊盘覆层绝缘膜51的厚度仍能够容易地形成波导开口53。因此,能够增加对波导开口53进行填充的极限范围。
在第二实施例的固体摄像器件1B中,焊盘覆层绝缘膜51可以被形成为与现有技术相同的厚度,而未设有金属焊盘49的那部分最上层绝缘中间层48被形成为厚度比在金属焊盘49下方的那部分绝缘中间层48的厚度小。这种结构中的光接收灵敏度不高于具有50~250nm厚度的焊盘覆层绝缘膜51的结构中的光接收灵敏度,但能够高于现有技术的光接收灵敏度。
第三实施例
固体摄像器件的制造方法
下面参照图5和图6所示的示意性剖面图来说明第三实施例的固体摄像器件制造方法。
如图5所示,在半导体基板11中形成像素区域12和在像素区域12周围的周边电路区域13。像素区域12包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部21。
除了设置光电转换部21之外,在像素区域12中还设置将从光电转换部21读取的信号电荷转换为电压的像素晶体管部22以及将光电转换部21与像素晶体管部22分隔开的第一隔离部14。第一隔离部14具有STI结构,并且例如从半导体基板11的表面凸出。
在半导体基板11的周边电路区域13中也形成具有STI结构的第二隔离部15。
把第一隔离部14部分地埋入半导体基板11中且埋入深度比第二隔离部15的埋入深度小。例如,第一隔离部14的埋入半导体基板11中的部分的深度在50~160nm的范围内。第二隔离部15的埋入半导体基板11中的部分的深度例如在200~300nm的范围内。
通过减小像素区域12中的第一隔离部14的埋入部分的深度,能够减小对该STI结构的蚀刻损坏和该STI结构上的膜应力。通过将该埋入部分的深度设定在上述范围内,能够减少白点和暗电流,这对于像素区域12的摄像特性来说是很重要的。
此外,通过使周边电路区域13中的第二隔离部15埋入得比第一隔离部14深,能够增加隔离耐受电压。对周边电路区域13来说,一个重要因素是要高速运行。因此,通过增加该埋入部分的深度,能够减小导线的寄生电容,并因而能够实现高速器件。
通过使像素区域12中的STI结构的深度和周边电路区域13中的STI结构的深度不同,能够实现高性能的固体摄像器件1(1B)。
用例如包括防反射层和平坦化层的绝缘层31覆盖半导体基板11。绝缘层31的最上层可以是平坦化层,并且在该最上层上形成布线部41。布线部41包括由各导线42、43和44限定的多个布线层以及填充各布线层之间及各导线之间的空间的绝缘中间层45、46、47和48。
例如,绝缘中间层45~48由氧化硅形成,并且最上层绝缘中间层48被形成为550~1120nm,更优选为550~650nm的厚度。如上所述,最上层绝缘中间层48的这一厚度范围被设定为让绝缘中间层48具有足够的阻抗。
如果金属焊盘49的金属层仅用于金属焊盘,则将金属焊盘49形成为例如1120nm的较大厚度是有利的。
然而,在本实施例中,金属焊盘49的金属层还用作布线层。由于接合阻抗随着厚度的增加而增加,因而能够将金属焊盘49形成为600nm以上的厚度。另一方面,台阶高度可能会导致诸如滤色器等其它层被形成得不平坦,从降低台阶高度的角度出发,将金属焊盘49形成为650nm以下的厚度是有利的。
随后,在布线部41的最上层绝缘中间层48上形成金属焊盘49,并使金属焊盘49连接至导线44。
为了形成金属焊盘49,首先,在最上层绝缘中间层48中形成与导线44连通的连接孔48H。
然后,在最上层绝缘中间层48上形成导电层91,使得导电层91通过连接孔48H连接至导线44。导电层91例如由铝或铝合金形成,并且厚度例如在600~1120nm,更优选在600~650nm的范围内。
如果金属焊盘49的金属层仅用于金属焊盘,则将金属焊盘49形成为例如1120nm的较大厚度是有利的。
然而,在本实施例中,金属焊盘49的金属层还用作布线层。由于接合阻抗随着厚度的增加而增加,因此能够将金属焊盘49形成为600nm以上的厚度。另一方面,台阶高度可能会导致诸如滤色器等其它层被形成得不平坦,从降低台阶高度的角度出发,将金属焊盘49形成为650nm以下的厚度是有利的。
可以在形成导电层91之前形成粘附层或阻挡金属层。这些层包括钛层、氮化钛层、钽层或氮化钽层。
在导电层91上进一步形成硬掩模层92。例如,硬掩模层92是无机绝缘膜。该无机绝缘膜例如可以由氧化硅或氮化硅形成。当硬掩模层92是氧化硅时,将其厚度设定在100~550nm的范围内以用作蚀刻掩模。
随后,在硬掩模层92上用抗蚀剂形成抗蚀剂掩模(未图示)以便在形成金属焊盘时使用,并通过对硬掩模层92进行蚀刻(例如干式蚀刻)而形成硬掩模93。随后,除去抗蚀剂掩模。
使用硬掩模93作为蚀刻掩模将导电层91图形化为金属焊盘49。
此外,使用硬掩模93作为蚀刻掩模对最上层绝缘中间层48进行蚀刻。在金属焊盘49下方的那部分最上层绝缘中间层48未被蚀刻而保留下来,而未设有金属焊盘49的那部分最上层绝缘中间层48被蚀刻。进行该蚀刻操作直到最上层绝缘中间层48的被蚀刻部分的厚度减小到350nm以下。
为了对导电层91进行蚀刻,能够使用通常用于铝或铝合金膜的干式蚀刻操作的氯基蚀刻气体作为蚀刻气体。为了对最上层绝缘中间层48进行蚀刻,能够使用通常用于氧化硅膜的干式蚀刻操作的氯氟碳基蚀刻气体作为蚀刻气体。
对导电层91的干式蚀刻操作不会蚀刻绝缘中间层48。例如,即使过度地进行了过蚀刻操作,在最上层绝缘中间层48中也不会形成高度为200nm以上的台阶。本实施例的特征在于,对最上层绝缘中间层进行选择性蚀刻。
因此,能够将未设有金属焊盘49的那部分最上层绝缘中间层48形成为具有比在金属焊盘49下方的那部分绝缘中间层48小的厚度。
例如,在金属焊盘49下方的那部分最上层绝缘中间层48的厚度为550~600nm,而未设有金属焊盘49的那部分绝缘中间层48的厚度为350nm以下。
可选地,可以完全除去未设有金属焊盘49的那部分最上层绝缘中间层48。
由此,在最上层绝缘中间层48的上表面上形成了与布线部41的导线44连接的金属焊盘49。在这种情况下,将填充在连接孔48H中的导电层的部分用作插头49P。
插头49P和金属焊盘49可以在不同步骤中形成。换言之,可以首先形成插头49P,随后再形成金属焊盘49。
图5示出了已经对最上层绝缘中间层48进行蚀刻之后的状态。
现在参照图6,在布线部41上形成覆盖金属焊盘49的焊盘覆层绝缘膜51。焊盘覆层绝缘膜51例如由氧化硅形成,且厚度在50~250nm的范围内。可选地,焊盘覆层绝缘膜51可以是包括由氧化硅、氧氮化硅或氮化硅制成的至少两层的复合膜。这样的焊盘覆层绝缘膜51也被形成为50~250nm范围内的厚度。
将焊盘覆层绝缘膜51的厚度设定在50~250nm范围内的原因与在第一实施例中说明的原因相同。
随后,通过传统光刻工艺形成抗蚀剂掩模(未图示),并且通过该抗蚀剂掩模利用蚀刻操作在光电转换部上方的绝缘中间层45~48中形成波导开口53。如果焊盘覆层绝缘膜51和最上层绝缘中间层48由不同材料制成,则首先形成波导开口53,然后对焊盘覆层绝缘膜51进行各向同性蚀刻,从而使限定了一部分波导开口53的那个面S倾斜,并且该面S朝着波导开口53的敞开侧向周围呈发散状。
如果焊盘覆层绝缘膜51和最上层绝缘中间层48由相同材料制成,则首先仅在焊盘覆层绝缘膜51中形成波导开口53,并对焊盘覆层绝缘膜51进行各向同性蚀刻,从而使限定一部分波导开口53的那个面S倾斜,并且该面S朝着波导开口53的敞开侧向周围呈发散状。然后,使波导开口53延伸从而形成到绝缘中间层48~45中。
随后,除去抗蚀剂掩模。
然后,隔着钝化层55在波导开口53中及焊盘覆层绝缘膜51上形成波导材料层57。
由此,通过隔着钝化层55用波导材料层57填充波导开口53从而形成了光波导59。
另外,隔着平坦化层61在光波导59上形成滤色器71和聚光透镜81。此外,在金属焊盘49上的区域中形成开口63。
由此,完成了固体摄像器件1(1B)。
当利用本实施例的方法来形成波导开口53时,使限定了一部分波导开口53的焊盘覆层绝缘膜51的那个面S倾斜,并且该面S朝着波导开口53的敞开侧逐渐扩宽(向周围呈发散状)。因此,能够防止钝化层55悬于波导开口53之上。
因而,波导材料层57能够顺利填充波导开口53而不会形成空隙。
由于限定了一部分波导开口53的焊盘覆层绝缘膜51的那个面S是倾斜的且朝着波导开口53的敞开侧向周围呈发散状,因此通常会被阻挡掉的斜射光的一部分能够进入光电转换部21。于是,增加了光电转换部21能够接收的光量并减少了阴影,因此提高了灵敏度。
另外,在本实施例的方法中,对除了在金属焊盘49下方的部分以外的最上层绝缘中间层48进行蚀刻,从而减小其厚度或将其完全除去。因此,能够缩短入射光到达光电转换部21所经过的光路,因而能够提高灵敏度。
可选地,可以根据最上层绝缘中间层48厚度的减小而将光波导59形成得更深。因此,能够改善光波导的特性,并且能增加光电转换部能够接收的光量。因此,能够提高灵敏度。
在本实施例的方法中,通过使用硬掩模处理过程进行蚀刻从而使金属焊盘49图形化,从而使未设有金属焊盘49的那部分最上层绝缘中间层48自对准。该技术不要求额外的蚀刻掩模。因此,能够简化制造过程。
在本实施例的方法中,可以将焊盘覆层绝缘膜51形成为与现有技术相同的厚度,而将未设有金属焊盘49的那部分最上层绝缘中间层48形成为厚度小于在金属焊盘49下方的那部分绝缘中间层48的厚度。这种结构中的光接收灵敏度不高于具有50~250nm厚度的焊盘覆层绝缘膜51的结构中的灵敏度,但能够高于现有技术的灵敏度。
第四实施例
摄像装置
下面参照图7所示的框图来说明本发明第四实施例的摄像装置。该摄像装置包括本发明实施例的固体摄像器件。
如图7所示,摄像装置200包括具有固体摄像器件210的摄像部201。在摄像部201的聚光侧布置有成像光学系统202。摄像部201与驱动该摄像部201的驱动电路连接并且与包括信号处理电路的信号处理部203连接,该信号处理部电路把在固体摄像器件210中通过光电转换而产生的信号处理成图像。已被信号处理部203处理过的图像信号可以存储在图像存储部(未图示)中。在上面的实施例中说明的固体摄像器件1A或1B可以用作摄像装置200的固体摄像器件210。
如上面的各实施例所述,包括本发明实施例固体摄像器件的摄像装置200能够确保各个像素的光电转换部中有足够的灵敏度。因而,能够有利地提高例如灵敏度等像素特性。此外,还能够减小阴影,并因而使像素周围的分辨率增加。于是,能够提高图像质量。
本发明能够应用于任何包括固体摄像器件的摄像装置,而不限于具有上述结构的摄像装置。
在一个变形例中,例如,摄像装置200可以是单芯片形式,或者是具有摄像功能并封装有摄像部、信号处理部和光学系统的模块形式。
这些摄像装置包括照相机和具有摄像功能的便携装置。在此所用的术语“摄像”是指在用照相机影摄时捕捉图像,并且广义上包括例如对指纹的检测。
本领域技术人员应当理解,依据设计要求和其他因素,可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。

Claims (8)

1.一种固体摄像器件,其包括:
半导体基板,所述半导体基板具有像素区域和所述像素区域周围的周边电路区域,所述像素区域包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部;
布线部,所述布线部包括导线并且隔着绝缘膜被布置在所述半导体基板上,在所述光电转换部上方的所述布线部中设有开口;
连接至所述导线的金属焊盘;
覆盖所述金属焊盘的焊盘覆层绝缘膜,在所述光电转换部上方的所述焊盘覆层绝缘膜中设有由所述焊盘覆层绝缘膜的面限定的开口,所述焊盘覆层绝缘膜中的开口与所述布线部中的开口被连续形成从而限定具有敞开侧和封闭侧的波导开口;以及
波导材料层,所述波导材料层隔着钝化层被布置在所述波导开口中及所述焊盘覆层绝缘膜上,
其中,所述焊盘覆层绝缘膜具有50~250nm范围内的厚度,并且限定了所述焊盘覆层绝缘膜中的开口的所述焊盘覆层绝缘膜的那个面是倾斜的,该面朝着所述波导开口的敞开侧逐渐扩宽。
2.如权利要求1所述的固体摄像器件,其中,所述像素区域包括:所述光电转换部;将从所述光电转换部读取的信号电荷转换为电压的像素晶体管部;以及具有浅沟槽隔离结构并将所述光电转换部与所述像素晶体管部分隔开的第一隔离部,所述第一隔离部被部分地埋入所述半导体基板中,并且
所述周边电路区域包括具有浅沟槽隔离结构并被部分地埋入所述半导体基板中的第二隔离部,且所述第一隔离部的埋入所述半导体基板中的那部分的深度小于所述第二隔离部的埋入所述半导体基板中的那部分的深度。
3.一种固体摄像器件,其包括:
半导体基板,所述半导体基板具有像素区域和所述像素区域周围的周边电路区域,所述像素区域包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部;
布线部,所述布线部包括设有多条导线的多个绝缘中间层,所述布线部隔着绝缘膜被布置在所述半导体基板上,在所述光电转换部上方的所述布线部中设有开口;
金属焊盘,其被布置在所述多个绝缘中间层之中的最上层绝缘中间层上并且连接至所述多条导线之中的一条导线;
覆盖所述金属焊盘的焊盘覆层绝缘膜,在所述光电转换部上方的所述焊盘覆层绝缘膜中设有由所述焊盘覆层绝缘膜的面限定的开口,所述焊盘覆层绝缘膜中的开口与所述布线部中的开口被连续地形成从而限定具有敞开侧和封闭侧的波导开口;以及
波导材料层,所述波导材料层隔着钝化层被布置在所述波导开口中及所述焊盘覆层绝缘膜上,
其中,所述最上层绝缘中间层包括上面设有所述金属焊盘的部分以及未设有所述金属焊盘的部分,并且未设有所述金属焊盘的部分的厚度小于在所述金属焊盘下方的部分的厚度,并且
限定了所述焊盘覆层绝缘膜中的开口的所述焊盘覆层绝缘膜的面是倾斜的,该面朝着所述波导开口的敞开侧逐渐扩宽。
4.如权利要求1所述的固体摄像器件,其中,所述布线部包括设有多条导线的多个绝缘中间层,所述多条导线包括连接至所述金属焊盘的那条导线,并且
所述多个绝缘中间层的最上层绝缘中间层包括上面设有所述金属焊盘的部分以及未设有所述金属焊盘的部分,未设有所述金属焊盘的部分的厚度小于在所述金属焊盘下方的部分的厚度。
5.一种固体摄像器件,其包括:
半导体基板,所述半导体基板具有像素区域和所述像素区域周围的周边电路区域,所述像素区域包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部;
布线部,所述布线部包括设有多条导线的多个绝缘中间层,所述布线部隔着绝缘膜被布置在所述半导体基板上,在所述光电转换部上方的所述布线部中设有开口;
金属焊盘,所述金属焊盘被布置在所述多个绝缘中间层之中的最上层绝缘中间层上并连接至所述多条导线之中的一条导线,所述最上层绝缘中间层仅存在于所述金属焊盘下方;
覆盖所述金属焊盘的焊盘覆层绝缘膜,在所述光电转换部上方的所述焊盘覆层绝缘膜中设有由所述焊盘覆层绝缘膜的面限定的开口,所述焊盘覆层绝缘膜中的开口与所述布线部中的开口被连续地形成从而限定具有敞开侧和封闭侧的波导开口;以及
波导材料层,所述波导材料层隔着钝化层被布置在所述波导开口中及所述焊盘覆层绝缘膜上,
其中,限定了所述焊盘覆层绝缘膜中的开口的所述焊盘覆层绝缘膜的那个面是倾斜的,该面朝着所述波导开口的敞开侧逐渐扩宽。
6.如权利要求1所述的固体摄像器件,其中,所述布线部包括设有多条导线的多个绝缘中间层,所述多条导线包括连接至所述金属焊盘的那条导线,并且所述多个绝缘中间层之中的最上层绝缘中间层仅存在于所述金属焊盘下方。
7.一种固体摄像器件制造方法,其包括以下步骤:
在半导体基板中形成像素区域和所述像素区域周围的周边电路区域,所述像素区域包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部;
隔着绝缘膜在所述半导体基板上形成布线部,所述布线部包括设有多条导线的多个绝缘中间层;
在所述布线部的多个绝缘中间层之中的最上层绝缘中间层上形成金属焊盘,所述金属焊盘连接至所述多条导线之中的一条导线;
在所述布线部上形成覆盖所述金属焊盘的焊盘覆层绝缘膜;以及
在所述光电转换部上方的所述绝缘中间层和所述焊盘覆层绝缘膜中形成具有敞开侧和封闭侧的波导开口,使得所述焊盘覆层绝缘膜中的开口具有倾斜的面,并且所述倾斜面朝着所述波导开口的敞开侧逐渐扩宽,
其中,形成所述金属焊盘的步骤包括下述子步骤:在所述多个绝缘中间层的最上层绝缘中间层中形成连接孔,使得所述连接孔与所述最上层绝缘中间层下方的所述多条导线之中的一条导线连通;在所述最上层绝缘中间层上形成金属基导电层并使所述金属基导电层填充所述连接孔;图形化所述导电层,从而在所述连接孔中形成插头,并形成与所述插头连接的所述金属焊盘;以及蚀刻所述最上层绝缘中间层,从而减小在所述金属焊盘周围的所述最上层绝缘中间层的厚度,或者基本上完全除去在所述金属焊盘周围的所述最上层绝缘中间层,而保留在所述金属焊盘下方的那部分最上层绝缘中间层。
8.一种摄像装置,其包括:
用于聚集入射光的集光光学系统;
接收由所述集光光学系统聚集的光并将所述光光电转换为信号的固体摄像器件;以及
对所转换的信号进行处理的信号处理部,
其中,所述固体摄像器件包括:
半导体基板,所述半导体基板具有像素区域和所述像素区域周围的周边电路区域,所述像素区域包括通过对入射光进行光电转换而产生电信号的光电转换部;布线部,所述布线部包括导线并且隔着绝缘膜被布置在所述半导体基板上,在所述光电转换部上方的所述布线部中设有开口;连接至所述导线的金属焊盘;覆盖所述金属焊盘的焊盘覆层绝缘膜,在光电转换部上方的所述焊盘覆层绝缘膜中设有开口,所述焊盘覆层绝缘膜中的开口与所述布线部中的开口被连续地形成从而限定具有敞开侧和封闭侧的波导开口;以及波导材料层,所述波导材料层隔着钝化层被布置在所述波导开口中及所述焊盘覆层绝缘膜上,并且
所述焊盘覆层绝缘膜具有50~250nm范围内的厚度并具有限定所述焊盘覆层绝缘膜中的开口的面,该面是倾斜的且朝着所述波导开口的敞开侧逐渐扩宽。
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