DE102020118788A1 - Photoelektrisches Umwandlungsgerät und Ausrüstung - Google Patents

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Abstract

Ein photoelektrisches Umwandlungsgerät ist bereitgestellt. Das Gerät umfasst ein Bildelementgebiet, in dem eine Vielzahl von Bildelementen angeordnet sind, die jeweils einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und einen Haltungsabschnitt umfassen, die in einem Substrat ausgebildet sind, sowie ein Randgebiet. Über dem Substrat sind eine elektrisch leitfähige Schicht mit einem Elektrodenmuster zum Übertragen von Ladungen in dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt zu dem Ladungshalteabschnitt, eine Verdrahtungsschicht mit einem Verdrahtungsmuster, das elektrisch zu dem Elektrodenmuster verbunden ist, eine Zwischenschicht, die zwischen der Verdrahtungsschicht und dem Substrat angeordnet ist, und eine Metallschicht bereitgestellt sind, die zwischen der Zwischenschicht und dem Substrat angeordnet ist, und derart angeordnet ist, dass sie zumindest den Ladungshalteabschnitt und das Elektrodenmuster bedeckt. In dem Randgebiet bedeckt die Metallschicht zumindest eine obere Oberfläche eines elektrisch leitfähigen Musters, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein photoelektrisches Umwandlungsgerät und eine Ausrüstung.
  • Stand der Technik
  • In einem photoelektrischen Umwandlungsgerät wie etwa einem CMOS-Bildsensor wurde eine Anordnung mit einer umfassenden Verschlussfunktion wie in der Druckschrift JP 2013 - 110 285 A beschrieben vorgeschlagen. In dem photoelektrischen Umwandlungsgerät mit der umfassenden Verschlussfunktion wird ein Rauschsignal erzeugt, falls ein Licht in einen Ladungshalteabschnitt zum Halten von Ladungen eindringt, der in den jeweiligen Bildelementen enthalten ist, und eine photoelektrische Umwandlung auftritt. Daher ist es notwendig, ein Eindringen von Licht durch Bedecken des Ladungshalteabschnittes mit einer Metallschicht zum Abschirmen von Licht zu unterdrücken. Andererseits ist es weniger notwendig, ein Licht in dem um das Bildelementgebiet herum angeordneten Randgebiet abzuschirmen, in dem die Bildelemente angeordnet sind, wobei das Randgebiet geringer als das Bildelementgebiet mit der Metallschicht bedeckt sein kann.
  • ERFINDUNGSZUSAMMENFASSUNG
  • Nachdem die Metallschicht ausgebildet ist, ist die Bedeckung der Metallschicht zwischen dem Bildelementgebiet und dem Randgebiet verschieden, sodass aufgrund der Dicke der Metallschicht ein Niveauunterschied zwischen dem Bildelementgebiet und dem Randgebiet erzeugt werden kann. Dieser Niveauunterschied zwischen dem Bildelementgebiet und dem Randgebiet kann die optischen Eigenschaften des Bildelementgebietes nachteilig beeinträchtigen. Ferner kann aufgrund des Niveauunterschiedes zwischen dem Bildelementgebiet und dem Randgebiet in einer Schicht über der Metallschicht ein Residuum vorliegen, was die Verlässlichkeit verringern kann. Darüber hinaus kann es in einem Photolithografieschritt zur Ausbildung einer Schicht über der Metallschicht während einer Herstellung schwierig werden, Belichtungsbedingungen wie etwa eine Erzeugung einer Defokussierung oder dergleichen einzustellen.
  • Jedes von einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung stellt eine Technik bereit, die für eine Verbesserung einer Leistungsfähigkeit eines photoelektrischen Umwandlungsgerätes vorteilhaft ist, in dem eine Metallschicht angeordnet ist.
  • Gemäß einigen Ausführungsbeispielen umfasst ein photoelektrisches Umwandlungsgerät: ein Bildelementgebiet, in dem eine Vielzahl von Bildelementen angeordnet sind, die jeweils einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und ein Ladungshalteabschnitt umfassen, die in einem Substrat ausgebildet sind; und ein Randgebiet, das um das Bildelementgebiet herum angeordnet ist, wobei über dem Substrat eine elektrisch leitfähige Schicht mit einem Elektrodenmuster zum Übertragen von Ladungen in dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt zu dem Ladungshalteabschnitt, eine Verdrahtungsschicht, die ein mit dem Elektrodenmuster elektrisch verbundenes Verdrahtungsmuster umfasst, eine Zwischenisolationsschicht, die zwischen der Verdrahtungsschicht und dem Substrat angeordnet ist, eine Metallschicht, die zwischen der Zwischenisolationsschicht und dem Substrat angeordnet ist und die derart angeordnet ist, dass sie zumindest den Ladungshalteabschnitt und das Elektrodenmuster bedeckt, und ein Kontaktanschluss bereitgestellt sind, der dazu eingerichtet ist, das Verdrahtungsmuster und das Elektrodenmuster elektrisch zu verbinden, und der sich durch die Zwischenisolationsschicht erstreckt, und in dem Randgebiet die Metallschicht zumindest eine obere Oberfläche eines elektrisch leitfähigen Musters bedeckt, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist.
  • Gemäß einigen anderen Ausführungsbeispielen umfasst ein photoelektrisches Umwandlungsgerät: ein Bildelementgebiet, in dem eine Vielzahl von Bildelementen angeordnet sind, die jeweils einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und ein Ladungshalteabschnitt umfassen, die in einem Substrat ausgebildet sind; und ein Randgebiet, das um das Bildelementgebiet herum angeordnet ist, wobei über dem Substrat eine elektrisch leitfähige Schicht, die ein Elektrodenmuster zum Übertragen von Ladungen in dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt zu dem Ladungshalteabschnitt umfasst, eine Verdrahtungsschicht, die ein mit dem Elektrodenmuster elektrisch verbundenes Verdrahtungsmuster umfasst, eine Zwischenisolationsschicht, die zwischen der Verdrahtungsschicht und dem Substrat angeordnet ist, eine Metallschicht, die zwischen der Zwischenisolationsschicht und dem Substrat angeordnet ist, und ein Kontaktanschluss bereitgestellt sind, der dazu eingerichtet ist, das Verdrahtungsmuster und das Elektrodenmuster elektrisch zu verbinden, und der sich durch die Zwischenisolationsschicht erstreckt, und die Metallschicht ein Muster, das zumindest den Ladungshalteabschnitt und das Elektrodenmuster in dem Bildelementgebiet bedeckt, und ein Muster getrennt umfasst, das zumindest eine obere Oberfläche eines elektrisch leitfähigen Musters bedeckt, das in der elektrisch leitfähigen Schicht in dem Randgebiet umfasst ist.
  • Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung von exemplarischen Ausführungsbeispielen (unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung) ersichtlich.
  • Figurenliste
    • Die 1A und 1B zeigen jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht, die ein Anordnungsbeispiel eines photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulichen;
    • 2A zeigt eine Schnittansicht, die ein Anordnungsbeispiel eines Bildelementgebietes des photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß den 1A und 1B veranschaulicht;
    • 2B zeigt eine Schnittansicht, die ein Anordnungsbeispiel eines Randgebietes des photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß den 1A und 1B veranschaulicht;
    • die 3A bis 3D zeigen Schnittansichten, die ein Herstellungsverfahren des photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß den 1A und 1B veranschaulichen;
    • die 4A bis 4D zeigen Schnittansichten, die das Herstellungsverfahren des photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß den 1A und 1B veranschaulichen;
    • die 5A bis 5B zeigen Schnittansichten, die das Herstellungsverfahren des photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß den 1A und 1B veranschaulichen;
    • die 6A bis 6B zeigen Schnittansichten, die das Herstellungsverfahren des photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß den 1A und 1B veranschaulichen;
    • 7A zeigt eine Schnittansicht, die ein anderes Anordnungsbeispiel des Bildelementgebietes des photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß den 1A und 1B veranschaulicht;
    • 7B zeigt eine Schnittansicht, die ein anderes Anordnungsbeispiel des Randgebietes des photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß den 1A und 1B veranschaulicht;
    • die 8A bis 8D zeigen Schnittansichten, die ein anderes Herstellungsverfahren des photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß den 1A und 1B veranschaulichen;
    • 9 zeigt eine Blockdarstellung, die ein Anordnungsbeispiel einer Ausrüstung veranschaulicht, in der das photoelektrische Umwandlungsgerät gemäß den 1A und 1B eingebaut ist; und
    • die 10A und 10B zeigen Ansichten, die ein Anordnungsbeispiel einer Ausrüstung veranschaulichen, in der das photoelektrische Umwandlungsgerät gemäß den 1A und 1B angebracht ist.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Nachstehend sind Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ausführlich beschrieben. Es ist zu beachten, dass die nachstehenden Ausführungsbeispiele nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der beanspruchten Erfindung zu begrenzen. Mehrere Merkmale sind in den Ausführungsbeispielen beschrieben, jedoch wird keine Begrenzung hinsichtlich einer Erfindung gegeben, die alle solchen Merkmale benötigt, und mehrere solcher Merkmale können geeignet kombiniert werden. Darüber hinaus sind in der beiliegenden Zeichnung dieselben oder ähnliche Konfigurationen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine überflüssige Beschreibung dieser ist weggelassen.
  • Unter Bezugnahme auf die 1A bis 6B ist nachstehend die Anordnung und ein Herstellungsverfahren eines photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. 1A zeigt eine Draufsicht, die ein Anordnungsbeispiel eines photoelektrischen Umwandlungsgerätes 100 bei diesem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und 1B zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie X - X' gemäß 1A.
  • Das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 umfasst ein Bildelementgebiet 114, in dem eine Vielzahl von Bildelementen PIX angeordnet sind, die jeweils einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 und einen Ladungshalteabschnitt 102 umfassen, die in einem Substrat 200 ausgebildet sind. In dem Bildelementgebiet 114 kann die Vielzahl von Bildelementen PIX in einer zweidimensionalen Anordnung angeordnet sein. Das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 umfasst ebenso ein Randgebiet 115, das um das Bildelementgebiet 114 herum angeordnet ist. In dem Randgebiet 115 sind Randtransistoren 109 und 110 zur Steuerung der Vielzahl von Bildelementen PIX angeordnet. Die Randtransistoren 109 und 110 sind nicht auf die Transistoren begrenzt, die einen Betrieb des Bildelementes PIX steuern, und können Transistoren sein, die ein von dem Bildelement PIX ausgegebenes Signal verarbeiten, oder können verschiedene Arten von Bestandteilen wie etwa ein in dem Randgebiet 115 angeordneter Speicher sein.
  • In jedem Bildelement PIX in dem Bildelementgebiet 114 des photoelektrischen Umwandlungsgerätes 100 sind ein Transistor 104, der Ladungen von dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 zu dem Ladungshalteabschnitt 102 überträgt, ein Transistor 105, der die Ladungen von dem Ladungshalteabschnitt 102 zu einer Floating Diffusion (nachstehend auch als FD bezeichnet) 103 überträgt, ein Sourcefolger-Transistor 106 (nachstehend auch als SF-Transistor 106 bezeichnet), der die Ladungen der FD 103 in eine Spannung umwandelt, ein Rücksetztransistor 107, der mit der FD 103 verbunden ist, und ein Überlauf-Draintransistor 108 (nachstehend als OFD-Transistor 108 bezeichnet) angeordnet. Diese in dem Bildelementgebiet 114 angeordneten Transistoren werden manchmal als Bildelementtransistoren bezeichnet, um sie von den vorstehend beschriebenen Randtransistoren 109 und 110 zu unterscheiden. Hierbei ist als eine „elektrisch leitfähige Schicht“ eine Schicht bezeichnet, die die Gate-Elektrode des Transistors 104 umfasst, die ein Elektrodenmuster zum Übertragen von Ladungen in dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 zu dem Ladungshalteabschnitt 102 ist. Die elektrisch leitfähige Schicht ist beispielsweise aus Polysilizium oder dergleichen ausgebildet, und kann hauptsächlich durch eine Schichtausbildung oder eine Strukturierung ausgebildet sein. Daher umfasst die elektrisch leitfähige Schicht die Gate-Elektrode jedes Bildelementtransistors und die Gate-Elektrode von jedem der Randtransistoren 109 und 110. Das heißt, die elektrisch leitfähige Schicht ist sowohl in dem Bildelementgebiet 114 als auch in dem Randgebiet 115 angeordnet.
  • Über dem Substrat 200 ist eine Verdrahtungsschicht mit einem Verdrahtungsmuster angeordnet, das mit dem Elektrodenmuster (Gate-Elektrode) des Transistors 104 elektrisch verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Verdrahtungsschicht Verdrahtungsmuster 216, 218 und 220. Die Verdrahtungsmuster 216, 218 und 220 können nicht nur zu dem Elektrodenmuster (Gate-Elektrode) des Transistors 104, sondern auch zu der elektrisch leitfähigen Schicht der anderen Bildelementtransistoren und der Randtransistoren 109 und 110 elektrisch verbunden sein. In der Anordnung gemäß 1B ist die elektrisch leitfähige Schicht jedes der Bildelementtransistoren und der Randtransistoren 109 und 110 mit den Verdrahtungsmustern 216 durch einen Kontaktanschluss 113 verbunden, jedoch ist die Anordnung nicht darauf begrenzt. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Schicht mit den Verdrahtungsmustern 218 und 220 durch einen Kontaktanschluss direkt verbunden sein. Eine Zwischenisolationsschicht 214 ist zwischen dem Verdrahtungsmuster 216 und dem Substrat 200 und zwischen den Verdrahtungsmustern 216, 218 und 220 angeordnet. Der Kontaktanschluss 113 ist derart bereitgestellt, dass er sich durch die Zwischenisolationsschicht 214 erstreckt. Mit anderen Worten, der Kontaktanschluss 113 ist von der Zwischenisolationsschicht 214 umgeben. Der Kontaktanschluss 113 kann mit der Zwischenisolationsschicht 214 in Kontakt stehen. Der Kontaktanschluss 113 kann einen aus Wolfram oder dergleichen ausgebildeten elektrisch leitfähigen Abschnitt und einen aus Titan, Titannitrid oder dergleichen ausgebildeten Barrierenmetallabschnitt umfassen, der zwischen dem elektrisch leitfähigen Abschnitt und der Zwischenisolationsschicht 214 angeordnet ist.
  • Zusätzlich dazu sind gemäß den 1A und 1B die jeweiligen Bauelemente in dem Bildelementgebiet 114 und dem Randgebiet 115 inaktive Gebiete, und sind elektrisch beispielsweise durch einen Bauelementisolationsabschnitt 116 isoliert, der mit einem Isolator gefüllt ist. Das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 1A bis 2B weiter ausführlich beschrieben. 2A zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang einer Linie G - G' gemäß 1A, und 2B zeigt eine vergrößerte Schnittansicht entlang einer Linie S - S' gemäß 1A.
  • Der photoelektrische Umwandlungsabschnitt 101, der in dem Substrat 200 unter Verwendung eines Halbleiters wie etwa Silizium bereitgestellt ist, ist beispielsweise ein n-Halbleitergebiet und weist eine vergrabene Photodiodenstruktur durch Ausbildung beispielsweise eines p-Halbleitergebietes 201 in dem oberen Abschnitt des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts 101 auf. Mit dieser Struktur kann ein auf der Oberfläche des Substrates erzeugtes Rauschen unterdrückt werden. Der Ladungshalteabschnitt 102 kann ebenso ein zu dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 ähnliches n-Halbleitergebiet sein, und eine vergrabene Struktur durch Ausbildung eines p-Halbleitergebietes 202 in dem oberen Abschnitt des Ladungshalteabschnittes 102 aufweisen.
  • Die in dem Ladungshalteabschnitt 102 akkumulierten Ladungen werden zu der FD 103 übertragen, indem der Transistor 105 angeschaltet wird. Die zu der FD 103 übertragenen Ladungen werden über den Kontaktanschluss 113 und das Verdrahtungsmuster 216 an die Gate-Elektrode des Transistors 106 übertragen und in ein Spannungssignal umgewandelt.
  • Ein OFD 203 ist zu dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 benachbart angeordnet. Falls der Transistor 108 angeschaltet ist, werden die in dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 akkumulierten Ladungen an den OFD 203 abgegeben. Indem bewirkt wird, dass alle der Bildelemente PIX Ladungen an die jeweiligen OFDs 203 zu derselben Zeit entfernen und nachfolgend in dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 akkumulierte Ladungen zu dem Ladungshalteabschnitt 102 übertragen, wird ein elektronischer Verschluss (umfassender elektronischer Verschluss, bzw. globaler elektronischer Verschluss) umgesetzt, der hinsichtlich aller Bildelemente dieselbe und eine konstante Belichtungszeit einstellt. Dies unterdrückt eine Verschiebung bei einem Belichtungszeitpunkt, die erzeugt wird, falls Ladungen von den Bildelementen PIX nacheinander ausgelesen werden, sodass eine Bildverzerrung verringert wird. Somit ist dieses Ausführungsbeispiel für einen CMOS-Bildsensor geeignet, der eine umfassende elektronische Verschlussfunktion aufweist.
  • Das Bildelement PIX kann eine Antireflektionsschicht aufweisen, die durch Stapeln von beispielsweise Siliziumoxid 211 und Siliziumnitrid 212 auf dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 gemäß 2A ausgebildet ist. Wie weiter nachstehend beschrieben ist, kann Siliziumoxid auf der Antireflektionsschicht angeordnet sein, das als eine Schutzschicht 213 einer in dem Randgebiet 115 ausgebildeten Silizidschicht 401 wirkt.
  • Als ein lichtabschirmender Abschnitt, der unmittelbar über dem Ladungshalteabschnitt 102 bedeckt, ist ferner eine Metallschicht 111 zwischen der Zwischenisolationsschicht 214 und dem Substrat 200 und auf der Schutzschicht 213 angeordnet. Die Metallschicht 111 ist derart angeordnet, dass sie zumindest den Ladungshalteabschnitt 102 und das Elektrodenmuster (Gate-Elektrode) des Transistors 104 bedeckt. Die Metallschicht 111 unterdrückt ein Eindringen von Licht in den Ladungshalteabschnitt 102. Dies unterdrückt ein Rauschen, das erzeugt wird, falls Ladungen in dem Ladungshalteabschnitt 102 aufgrund eines dorthin eindringenden Lichtes erzeugt werden, während der Ladungshalteabschnitt 102 von dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 übertragene Ladungen hält. Um den Einfluss von Streulicht zu verhindern, ist die Metallschicht 111 unmittelbar über dem Ladungshalteabschnitt 102 und näher als die Verdrahtungsmuster 216, 218 und 220 zu dem Substrat 200 hin angeordnet.
  • Die Metallschicht 111 ist dazu eingerichtet, zumindest ein Muster, typisch zwei oder mehr Muster zu umfassen, die hauptsächlich durch eine Schichtausbildung und eine Strukturierung ausgebildet sind. Ein Muster zeigt an, dass das gesamte eine Muster durch den gesamten Umfang der Seitenoberfläche des einen Musters umgeben ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Metallschicht 111 ein in dem Bildelement 114 angeordnetes Muster 121 und ein in dem Randgebiet 115 angeordnetes Muster 131 getrennt umfassen. Das heißt, die Seitenoberfläche des Musters 121 umgibt das Muster 121, jedoch umgibt sie nicht das Muster 131. Gemäß 1A sind das Muster 121 und das Muster 131 getrennt voneinander angeordnet, und deren Potentiale können getrennt gesteuert werden. Es ist zu beachten, dass das Muster 121 und das Muster 131 zueinander kontinuierlich sein können, um ein Muster auszubilden.
  • In dem Bildelementgebiet 114 ist das Muster 121 der Metallschicht 111 derart angeordnet, dass es den Ladungshalteabschnitt 102 bedeckt. Zusätzlich dazu ist das Muster 121 der Metallschicht 111 derart angeordnet, dass es zumindest einen Teil von jeder der Gate-Elektroden der Transistoren 104 und 105 bedeckt, die in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst sind. Mit anderen Worten, in dem Bildelementgebiet 114 bedeckt die Metallschicht 111 zumindest einen Teil der elektrisch leitfähigen Schicht, die das die Gate-Elektrode des Bildelementtransistors ausbildende Muster umfasst. Falls der photoelektrische Umwandlungsabschnitt 101 das n-Halbleitergebiet ist, kann gemäß der vorstehenden Beschreibung gesagt werden, dass das Muster 121, das in der in dem Bildelementgebiet 114 angeordneten Metallschicht 111 umfasst ist, die Gate-Elektrode des NMOS-Transistors bedeckt. Da der photoelektrische Umwandlungsabschnitt 101 mit Licht bestrahlt werden muss, weist andererseits die Metallschicht 111 direkt über dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 eine Öffnung auf. Jedoch kann sich die Metallschicht 111 teilweise zu dem Endabschnitt des photoelektrischen Umwandlungsabschnittes 101 ausdehnen. Ferner kann gemäß den 1A und 1B das Muster 121 der Metallschicht 111 andere Öffnungen als einen Abschnitt über dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 aufweisen. Das Muster 121 der Metallschicht 111 kann das meiste des Bildelementgebietes 114, einen Abschnitt über dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 bedecken. Wie weiter nachstehend beschrieben ist, kann in diesem Fall ähnlich zu dem Muster 131, das gemäß den 1A und 1B in dem Randgebiet 115 angeordnet ist, das Muster 121 eine Öffnung 112 umfassen, sodass es den Kontaktanschluss 113 zur elektrischen Verbindung des Verdrahtungsmusters 216 und der elektrisch leitfähigen Schicht mit dem Elektrodenmuster (beispielsweise der Gate-Elektrode) des Transistors 104 und dergleichen nicht kontaktiert. Durch Bereitstellen der Öffnung 112 kann das Muster 121 der Metallschicht 111 den Kontaktanschluss 113 umgeben.
  • Für die Metallschicht 111 wird beispielsweise ein Material verwendet, das ein Metall wie etwa Wolfram, Wolframsilicid, Wolframoxid oder Aluminium enthält, das kaum sichtbares Licht transmittiert. Die Metallschicht 111 kann eine Legierungsschicht sein, die das vorstehend beschriebene Metall oder dergleichen enthält. Die Schichtdicke der Metallschicht 111 kann beispielsweise ungefähr 100 bis 200 nm sein. Eine Haftschicht 215, die durch eine Siliziumoxidschicht oder dergleichen ausgebildet ist, kann zwischen der Metallschicht 111 und der Siliziumnitridschicht 212 angeordnet sein. Die vorstehend beschriebene Siliziumoxidschutzschicht 213 kann als die Haftschicht wirken. Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird die Metallschicht 111 in einem Abschnitt, in dem die Gate-Elektroden der Bildelementtransistoren (beispielsweise der Transistoren 104 und 105) auf dem Substrat 200 angeordnet sind, und einem Abschnitt gemeinsam ausgebildet, in dem keine Gate-Elektrode angeordnet ist. Daher weist die obere Oberfläche der Metallschicht 111 eine Unebenheit gemäß der Schichtdicke des Musters auf, das die Gate-Elektrode ausbildet.
  • Das Muster 121, das in der in dem Bildelementgebiet 114 angeordneten Metallschicht 111 umfasst ist, kann von dem Elektrodenmuster elektrisch isoliert sein, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist und die Gate-Elektrode des Bildelementtransistors ausbildet. Andererseits kann zur Potentialstabilisierung das Muster 121, das in der in dem Bildelementgebiet 114 angeordneten Metallschicht 111 umfasst ist, mit dem Substrat 200 durch einen Verbindungsabschnitt 117 verbunden sein, der durch einen Kontaktanschluss ausgebildet ist, der von dem vorstehend beschriebenen Kontaktanschluss 113 verschieden ist. Wahlweise kann das Muster 121, das in der in dem Bildelementgebiet 114 angeordneten Metallschicht 111 umfasst ist, mit dem Substrat 200 über den Verbindungsabschnitt 117 elektrisch verbunden sein, der einen ohmschen Kontakt zwischen der Oberfläche der Metallschicht 111 auf der Seite des Substrates 200 und der Oberfläche des Substrates 200 auf der Seite der Metallschicht 111 ausbildet.
  • Auf jedem Bildelement PIX sind die Zwischenisolationsschicht 214, die Verdrahtungsmuster 216, 218 und 220 für eine Steuerung der Bildelementtransistoren und für eine Übermittelung von Signalen, der Kontaktanschluss 113, Vias 217 und 219 und dergleichen angeordnet. Die Zwischenisolationsschicht 214 ist beispielsweise aus Siliziumoxid oder dergleichen ausgebildet. Für die Verdrahtungsmuster 216, 218 und 220, den Kontaktanschluss 113 und die Vias 217 und 219 wird beispielsweise ein elektrisch leitfähiges Material verwendet, das ein Metall wie etwa Aluminium, Kupfer oder eine Legierung daraus enthält. Ein Barrierenmetall zur Verhinderung einer Metalldiffusion kann ferner an der Grenze zwischen jedem der Verdrahtungsmuster 216, 218 und 220, dem Kontaktanschluss 113 und den Vias 217 und 219 und der Zwischenisolationsschicht 214 angeordnet sein.
  • Jedes Bildelement PIX kann ferner eine Innenlagenlinse 222 als ein optisches System umfassen, das direkt über dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 angeordnet ist. Die Innenlagenlinse 222 ist beispielsweise aus Siliziumnitrid ausgebildet, und eine aus beispielsweise Siliziumoxynitrid oder dergleichen ausgebildete Antireflektionsschicht 221 kann zwischen der Zwischenisolationsschicht 214 und der Innenlagenlinse 222 angeordnet sein. Ferner kann eine aus Siliziumoxynitrid oder dergleichen ausgebildete Antireflektionsschicht 223 über der Innenlagenlinse angeordnet sein. Durch Annehmen einer solchen Antireflektionsstruktur kann der Transmissionsgrad eines einfallenden Lichtes verbessert werden, und die Sensitivität kann verbessert werden. Darüber hinaus können eine planarisierte Schicht 224, ein Farbfilter 225, eine Mikrolinse 226 oder dergleichen über der Innenlagenlinse 222 angeordnet sein. Die planarisierte Schicht 224, das Farbfilter 225 und die Mikrolinse 226 können beispielsweise aus einem Harz oder dergleichen ausgebildet sein.
  • In dem Bildelementgebiet 114 kann die Metallschicht 111 mit Ausnahme der Öffnungen in der Nähe des photoelektrischen Umwandlungsabschnitts 101 und des Kontaktanschlusses 113 angeordnet sein. Andererseits ist es in dem Randgebiet 115 weniger notwendig, zu verhindern, dass Licht in jedes der angeordneten Bauelemente eindringt. Jedoch tritt in dem Bildelementgebiet 114 und dem Randgebiet 115 aufgrund des Vorhandenseins / der Abwesenheit der Metallschicht 111 ein physikalischer Niveauunterschied oder ein Unterschied in einer optischen Reflektivität zwischen den Gebieten auf. Um das Auftreten des Niveauunterschieds oder des Reflektivitätsunterschieds zu unterdrücken, ist bei diesem Ausführungsbeispiel das in der Metallschicht 111 umfasste Muster 131 in dem Randgebiet 115 mit Ausnahme des Gebietes in der Nähe des Kontaktanschlusses 113 angeordnet. Das heißt, in dem Randgebiet 115 bedeckt das Muster 131 der Metallschicht 111 zumindest die obere Oberfläche des elektrisch leitfähigen Musters, das in der vorstehend beschriebenen elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist. Mit anderen Worten, in einer orthographischen Projektion auf das Substrat 200 ist das Muster 131 der in dem Randgebiet 115 angeordneten Metallschicht 111 an einer Position angeordnet, die zumindest einen Teil des elektrisch leitfähigen Musters überlappt. Hierbei ist insbesondere das Muster, das in der in dem Randgebiet 115 angeordneten elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist, als ein elektrisch leitfähiges Muster bezeichnet. Beispielsweise bedeckt das Muster 131 der Metallschicht 111 zumindest die obere Oberfläche des in der elektrisch leitfähigen Schicht umfassten elektrisch leitfähigen Musters, und bildet die Gate-Elektroden der Vielzahl von in dem Randgebiet 115 angeordneten Transistoren mit den Randtransistoren 109 und 110 aus. Unabhängig von der Anordnung der Randtransistoren 109 und 110 und der Anordnung des Bauelementisolationsabschnittes 116 ist die Metallschicht 111 mit der Öffnung 112 bereitgestellt, sodass sie den Kontaktanschluss 113 nicht kontaktiert. Durch eine Bereitstellung der Öffnung 112 kann das Muster 131 der Metallschicht 111 den Kontaktanschluss 113 umgeben. Um eine der Höhe in dem Bildelementgebiet 114 gleiche Höhe aufzuweisen, kann ferner das in der Metallschicht 111 umfasste Muster 131 über dem elektrisch leitfähigen Muster angeordnet sein, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist und die Gate-Elektroden der Vielzahl von in dem Randgebiet 115 angeordneten Transistoren ausbildet. In dem Randgebiet 115 ist nicht nur ein NMOS-Transistor, sondern auch ein PMOS-Transistor wie in einer CMOS-Schaltung oder dergleichen angeordnet. Daher kann das Muster 131, das in der in dem Randgebiet 115 angeordneten Metallschicht 111 umfasst ist, nicht nur die Gate-Elektrode des NMOS-Transistors, sondern auch die Gate-Elektrode des PMOS-Transistors bedecken.
  • In dem Randgebiet 115 kann die elektrisch leitfähige Schicht zusätzlich zu den Gate-Elektroden der Randtransistoren 109 und 110 ein Blindmuster 119 umfassen. Das Blindmuster 119 kann ein elektrisch leitfähiges Muster sein, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist und in dem der gesamte Umfang der Seitenoberfläche des Musters auf dem Isolator des Bauelementisolationsabschnittes 116 angeordnet ist. Gemäß 1A kann das Muster 131, das in der in dem Randgebiet 115 angeordneten Metallschicht 111 umfasst ist, derart angeordnet sein, dass es das Blindmuster 119 bedeckt.
  • Eine Vielzahl der mit den Verdrahtungsmustern 216, 218 und 220 verbundenen Kontaktanschlüsse 113 können in einer in der Metallschicht 111 bereitgestellten Öffnung 112 umfasst sein. Ebenso ist in dem Randgebiet 115 die Metallschicht 111 in einem Abschnitt, in dem die Gate-Elektroden der Vielzahl von in dem Randgebiet 115 angeordneten Transistoren angeordnet sind, und in einem Abschnitt gemeinsam ausgebildet, in dem keine Gate-Elektroden angeordnet sind. Daher weist die obere Oberfläche der Metallschicht 111 eine Unebenheit gemäß der Schichtdicke des die Gate-Elektrode ausbildenden Musters auf.
  • Ähnlich zu dem Muster 121 kann das Muster 131, das in der in dem Randgebiet 115 angeordneten Metallschicht 111 umfasst ist, von dem elektrisch leitfähigen Muster elektrisch isoliert sein, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist und die Gate-Elektroden der Randtransistoren ausbildet. In diesem Fall kann für eine Potentialstabilisierung das Muster 131, das in der in dem Randgebiet 115 angeordneten Metallschicht 111 umfasst ist, mit dem Substrat 200 durch einen Kontaktanschluss 118 verbunden sein, der von dem vorstehend beschriebenen Kontaktanschluss 113 verschieden ist. Der Kontaktanschluss 118 kann beispielsweise die Oberfläche der Metallschicht 111 auf der Seite des Substrates 200 und die Oberfläche des Substrates 200 auf der Seite der Metallschicht 111 elektrisch verbinden. In diesem Fall kann beispielsweise das in der Metallschicht 111 umfasste Muster 121, das den Bildelementtransistoren entspricht, mit einem analogen Massepotential versorgt sein, und das in der Metallschicht 111 umfasste Muster 131, das den Randtransistoren 109 und 110 entspricht, kann mit einem digitalen Massepotential versorgt sein. Das heißt, für jedes der Muster 121 und 131 kann die Metallschicht 111 auf ein vorbestimmtes oder konstantes Potential fixiert sein, während das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 arbeitet. Wahlweise kann das gemeinsame Massepotential an die Muster 121 und 131 der Metallschicht 111 zugeführt werden. Das heißt, die Metallschicht 111 kann auf ein vorbestimmtes oder konstantes Potential fixiert sein, während das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 arbeitet.
  • Ferner kann das Muster 131, das in der in dem Randgebiet 115 angeordneten Metallschicht 111 umfasst ist, elektrisch mit dem elektrisch leitfähigen Muster verbunden sein, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist und die Gate-Elektroden der Randtransistoren 109 und 110 ausbildet. In diesem Fall kann beispielsweise jeder der Randtransistoren 109 und 110 eine CMOS-Schaltung, eine SRAM-Zelle oder dergleichen sein. Das Muster 131 kann als ein lokales Verdrahtungsmuster der CMOS-Schaltung, der SRAM-Zelle oder dergleichen wirken. Das Muster 131 als das lokale Verdrahtungsmuster kann den ersten Transistor und den zweiten Transistor miteinander verbinden, die in der CMOS-Schaltung, der SRAM-Zelle oder dergleichen umfasst sind. Das Muster 131 kann beispielsweise die Gate-Elektrode des ersten Transistors und die Gate-Elektrode des zweiten Transistors verbinden, die in der CMOS-Schaltung, der SRAM-Zelle oder dergleichen umfasst sind. Wahlweise kann das Muster 131 die Gate-Elektrode des ersten Transistors und die Source (bzw. Quelle) oder den Drain (bzw. Senke) des zweiten Transistors verbinden, die in der CMOS-Schaltung, der SRAM-Zelle oder dergleichen umfasst sind. Wahlweise kann das Muster 131 die Source oder den Drain des ersten Transistors und die Source oder den Drain des zweiten Transistors verbinden, die in der CMOS-Schaltung, der SRAM-Zelle oder dergleichen umfasst sind. In der CMOS-Schaltung ist entweder der erste Transistor oder der zweite Transistor ein NMOS-Transistor, und der andere ist ein PMOS-Transistor. Jedoch können sowohl der erste Transistor als auch der zweite Transistor NMOS-Transistoren sein, mit denen das Muster 131 als das lokale Verdrahtungsmuster verbunden ist. Ferner können sowohl der erste Transistor als auch der zweite Transistor PMOS-Transistoren sein, mit denen das Muster 131 als das lokale Verdrahtungsmuster verbunden ist. Um das in der Metallschicht 111 umfasste Muster 131 als das lokale Verdrahtungsmuster zu verwenden, kann die Metallschicht 111 Wolfram verwenden. Ferner kann das in der Metallschicht 111 umfasste Muster 131 elektrisch mit dem Blindmuster 119 gemäß 1A verbunden sein. In diesen Fällen kann das Muster 131, das in der in dem Randgebiet 115 angeordneten Metallschicht 111 umfasst ist, mit dem elektrisch leitfähigen Muster über einen Anschluss zwischen der Oberfläche der Metallschicht 111 auf der Seite des Substrates 200 und der Oberfläche des elektrisch leitfähigen Musters auf der Seite der Metallschicht 111 elektrisch verbunden sein, das die Gate-Elektroden der Randtransistoren 109 und 110 und das Blindmuster 119 umfasst. Das Muster 131, das in der in dem Randgebiet 115 angeordneten Metallschicht 111 umfasst ist, ist weniger dazu benötigt, als der Lichtabschirmungsabschnitt gemäß der vorstehenden Beschreibung zu wirken. Daher ist es möglich, die Musteranordnung einzustellen, bei der die elektrische Leitfähigkeit der Metallschicht 111 je nach Bedarf verwendet werden kann. Das Muster 131 in dem Randgebiet 115 kann durch Kontaktanschlüsse oder dergleichen mit den Gate-Elektroden der Randtransistoren 109 und 110 und dem Blindmuster 119 verbunden sein, die in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst sind.
  • Gemäß 2A ist in dem Bildelementgebiet 114 gemäß der vorstehenden Beschreibung die Metallschicht 111 (das Muster 121) auf einer gestapelten Schicht aus dem Siliziumoxid 211 und dem Siliziumnitrid 212 angeordnet, die als die Antireflektionsschicht, die Schutzschicht 213 und die Haftschicht 215 dient. Die Schutzschicht 213 und die Haftschicht 215 können eine gestapelte Struktur aufweisen, oder irgendeines von diesen kann angeordnet sein. Wie vorstehend beschrieben ist, können bei diesem Ausführungsbeispiel die Schutzschicht 213, die Haftschicht 215 und die Zwischenisolationsschicht 214 aus Siliziumoxid ausgebildet sein. Gemäß 2B ist in dem Randgebiet 115 die Seitenwand jeder der Gate-Elektroden der Randtransistoren 109 und 110 und des Blindmusters 119 unter Verwendung des Siliziumoxids 211, des Siliziumnitrids 212 und eines Siliziumoxids als der Schutzschicht 213 ausgebildet. Zusätzlich dazu ist die Silizidschicht 401 in dem aktiven Gebiet mit Ausnahme des Bauelementisolationsabschnittes 116 und zumindest ein Teilgebiet von jeder der Gate-Elektroden der Randtransistoren 109 und 110 und des Blindmusters 119 ausgebildet. Daher können in dem Randgebiet 115 das elektrisch leitfähige Muster, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist und die Gate-Elektroden der Randtransistoren 109 und 110, das Blindmuster 119 und dergleichen ausbildet, die durch das Muster 131 der Metallschicht 111 bedeckt sind, die Silizidschicht 401 umfassen. Die oberen Oberflächen der Gate-Elektroden der Randtransistoren 109 und 110, die durch das Muster 131 bedeckt sind, können durch die Silizidschicht 401 ausgebildet sein. Die Seitenoberflächen der Gate-Elektroden der Randtransistoren 109 und 110, die durch das Muster 131 bedeckt sind, können hauptsächlich durch eine Polysiliziumschicht ausgebildet werden. Ferner können in dem Randgebiet 115 das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasste elektrisch leitfähige Muster jedes der Randtransistoren 109 und 110, die durch das in der Metallschicht 111 umfasste Muster 131 bedeckt sind, die Gate-Elektrode des Transistors mit der Silizidschicht 401 in dem aktiven Gebiet als dem Source- oder Drain-Gebiet sein. Andererseits darf in dem Bildelementgebiet 114 das Elektrodenmuster, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist und die Gate-Elektrode des Transistors 104 oder dergleichen ausbildet, der durch das in der Metallschicht 111 umfasste Muster 121 bedeckt ist, die Silizidschicht 401 nicht umfassen. Das heißt, die Silizidschicht 401 darf nicht auf dem Bildelementtransistor angeordnet sein.
  • Auf der Silizidschicht 401 ist ein Siliziumnitrid 402 angeordnet, das bei einer Ausbildung eines Loches nach einem Ausbilden der Schutzschicht der Silizidschicht 401 und des Kontaktanschlusses 113 als eine Ätzstoppschicht wirkt. Ferner wird die Haftschicht 215 unter Verwendung von Siliziumoxid ausgebildet, und die Metallschicht 111 wird darauf ausgebildet. Da anders als in dem Bildelementgebiet 114 kein photoelektrischer Umwandlungsabschnitt 101 vorliegt, muss die Anordnung der Metallschicht 111 nur dazu entworfen sein, mit der Öffnung 112 bereitgestellt zu sein, die den Kontaktanschluss 113 elektrisch nicht kontaktiert. Zusätzlich dazu ist die Metallschicht 111 derart angeordnet, dass die Höhe von der Oberfläche des Substrates 200 zu der oberen Oberfläche des Abschnittes der Metallschicht 111, die auf dem die Gate-Elektrode des Bildelementtransistors ausbildenden Muster angeordnet ist, gleich zu der Höhe von der Oberfläche des Substrates 200 zu der oberen Oberfläche des Abschnittes der auf dem Muster angeordneten Metallschicht 111 ist, das die Gate-Elektroden der Vielzahl von Transistoren in dem Randgebiet 115 ausbildet. Das heißt, die Metallschicht 111 ist in einem Teilgebiet auf dem Muster der Gate-Elektrode des Transistors in dem Randgebiet 115 derart angeordnet, dass eine Höhe h1 von dem Substrat 200 zu der oberen Oberfläche der Metallschicht 111 gemäß 2A ungefähr gleich zu einer Höhe h2 von der Oberfläche des Substrates 200 zu der oberen Oberfläche der Metallschicht 111 gemäß 2B ist.
  • Nachstehend sind Schritte zur Ausbildung des photoelektrischen Umwandlungsgerätes 100 bei diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 3A bis 6B beschrieben. Ähnlich zu den 2A und 2B zeigt jede der 3A bis 6B Querschnitte entlang der Linie G - G' oder der Linie S - S' gemäß 1A.
  • Zunächst wird der Bauelementisolationsabschnitt 116 in dem Substrat 200 ausgebildet, das Silizium verwendet. Nachfolgend wird das Gate des Transistors ausgebildet, das die Gate-Isolationsschicht und die Gate-Elektrode umfasst. Das Elektrodenmuster, das die Gate-Elektroden der in dem Bildelementgebiet 114 angeordneten Bildelementtransistoren (mit den Transistoren 104, 105, 106, 107 und 108 gemäß der vorstehenden Beschreibung) umfasst, und das elektrisch leitfähige Muster, das die Gate-Elektroden der Randtransistoren 109 und 110 und das in dem Randgebiet 115 angeordnete Blindmuster 119 umfasst, wobei beide Muster in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst sind, sind beispielsweise unter Verwendung von Polysilizium ausgebildet. Das heißt, das Elektrodenmuster und das elektrisch leitfähige Muster, das die Gate-Elektroden der auf dem Substrat 200 ausgebildeten Transistoren und dergleichen ausbildet, können aus einem Material ausgebildet sein, das sich von dem der Verdrahtungsmuster 216, 218 und 220, und des Kontaktanschlusses 113 unterscheidet, die aus einem Metall wie etwa Aluminium oder Kupfer ausgebildet sind. Nachfolgend werden durch eine Dotierstoffimplantation der photoelektrische Umwandlungsabschnitt 101, der Ladungshalteabschnitt 102, die FD 103, die Source-/Drain-Gebiete der Transistoren, die in dem Bildelementgebiet 114 und dem Randgebiet 115 angeordnet sind, und dergleichen ausgebildet. Nachfolgend werden das Siliziumoxid 211 und das Siliziumnitrid 212 als die Antireflektionsschicht in dem Bildelementgebiet 114 und als die Seitenwände der Gate-Elektroden in dem Randgebiet 115 abgeschieden. Ferner wird ein Siliziumoxid als die Schutzschicht 213 in einem Gebiet abgeschieden, in dem ein Silizid nicht ausgebildet wird. Nachfolgend werden ein Photolithografieschritt und ein Trockenätzschritt durchgeführt, um ein Muster derart auszubilden, dass das Siliziumoxid 211, das Siliziumnitrid 212 und die Schutzschicht 213 zumindest in dem Bildelementgebiet 114 verbleiben. Das Siliziumnitrid 212 in dem Bildelementgebiet 114 kann ebenso eine Funktion als eine Ätzstoppschicht aufweisen, falls bei einer Ausbildung des Kontaktanschlusses 113 ein Loch ausgebildet wird. In dem Randgebiet 115 werden Seitenwände auf den Gate-Elektroden der jeweiligen Transistoren ausgebildet. Nachfolgend wird ein Metall wie etwa Kobalt oder Nickel abgeschieden, und ein Tempern wird darauf durchgeführt, um die Silizidschicht 401 über dem Substrat 200 in zumindest einem Teil des Randgebietes 115 auszubilden. Eine Schnittansicht des Bildelementgebietes 114 und eine Schnittansicht des Randgebietes 115 zu dieser Zeit sind jeweils in den 3A und 3B gezeigt.
  • Nachfolgend wird das Siliziumnitrid 402 als eine Ätzstoppschicht bei einem Ausbilden eines Kontaktloches in dem Randgebiet 115 abgeschieden. Nachfolgend wird ein Maskenmuster derart ausgebildet, dass das Siliziumnitrid 402 lediglich in dem Randgebiet 115 verbleibt, und das Siliziumnitrid 402 in dem Bildelementgebiet 114 wird unter Verwendung eines Trockenätzens oder dergleichen entfernt. Schnittansichten zu dieser Zeit sind in 3C (das Bildelementgebiet 114) und 3D (das Randgebiet 115) gezeigt. Nachdem das auf dem Bildelementgebiet 114 abgeschiedene Siliziumnitrid 402 entfernt ist, wird die Haftschicht 215 gemäß 4A (das Bildelementgebiet 114) und 4B (das Randgebiet 115) abgeschieden.
  • Nachdem die Haftschicht 215 ausgebildet ist, wird gemäß 4C (das Bildelementgebiet 114) und 4D (das Randgebiet 115) eine Metallschicht 411, die die Metallschicht 111 werden wird, unter Verwendung eines Sputterverfahrens oder dergleichen abgeschieden. Nachdem die Metallschicht 411 ausgebildet ist, werden ein Photolithografieschritt und ein Trockenätzschritt durchgeführt. Somit wird in einem darauffolgenden Schritt das Muster 121 in dem Bildelementgebiet 114 ausgebildet, das die Öffnungen über dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt 101 und an einem Ort umfasst, an dem der Kontaktanschluss 113 ausgebildet wird. Ferner wird in einem darauffolgenden Schritt in dem Randgebiet 115 das Muster 131 ausgebildet, das die Öffnung 112 an einem Ort umfasst, an dem der elektrisch nicht kontaktierte Kontaktanschluss 113 ausgebildet ist. Somit ist die Metallschicht 111 ausgebildet. Zu dieser Zeit kann in dem Randgebiet 115 die Metallschicht 111 an einer geeigneten Position in Übereinstimmung mit dem elektrisch nicht kontaktierten Kontaktanschluss 113 unabhängig von der Anordnung der Randtransistoren 109 und 110 und des Blindmusters 119 und der Anordnung des Bauelementisolationsabschnittes 116 angeordnet werden. Zusätzlich dazu wird das in dem Randgebiet 115 angeordnete Muster 131, das in der Metallschicht 111 in dem Randgebiet 115 umfasst ist, über dem elektrisch leitfähigen Muster angeordnet, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist, und zumindest einen Teil von jeder der Gate-Elektroden der Transistoren mit den Randtransistoren 109 und 110 und dem Blindmuster 119 ausbildet. Somit wird die Höhe von der Oberfläche des Substrates 200 zu der oberen Oberfläche der Metallschicht 111 gleich zu der in dem Bildelementgebiet 114. Schnittansichten zu dieser Zeit sind in 5A (das Bildelementgebiet 114) und 5B (dem Randgebiet 115) gezeigt.
  • Nachfolgend werden gemäß 6A (das Bildelementgebiet 114) und 6B (das Randgebiet 115) die Kontaktanschlüsse 113 ausgebildet. Zunächst wird eine Isolationsschicht 403 abgeschieden, die ein Teil der Zwischenisolationsschicht 214 wird, und die Oberfläche wird unter Verwendung eines Verfahrens wie etwa einem chemisch-mechanischem Polieren planarisiert. Nachfolgend wird unter Verwendung eines Photolithografieschritts ein Maskenmuster mit einer Öffnung an einem Ort ausgebildet, an dem der Kontaktanschluss 113 auszubilden ist. Falls zu dieser Zeit die Metallschicht 111 (das Muster 131) in dem Randgebiet 115 nicht vorliegt, ist die Höhe von der Oberfläche des Substrates 200 zu der Oberfläche der Isolationsschicht 403 zwischen dem Bildelementgebiet 114, in dem die Metallschicht 111 (das Muster 121) vorliegt, und dem Randgebiet 115 verschieden, in dem die Metallschicht 111 nicht vorliegt. Auch falls die Oberfläche der Isolationsschicht 403 unter Verwendung eines Verfahrens wie etwa einem chemisch-mechanischen Polieren oder einem Rückätzen planarisiert wird, wird im Einzelnen die Höhe der Oberfläche der Isolationsschicht in dem Bildelementgebiet 114, in dem die Metallschicht 111 vorliegt, größer als die Höhe der Oberfläche der Isolationsschicht 403 in dem Randgebiet 115, in dem die Metallschicht 111 nicht vorliegt. Daher kann eine Defokussierung in dem Photolithografieschritt zur Ausbildung des Maskenmusters auftreten. Ferner tritt in dem Photolithografieschritt ein Unterschied in einer optischen Reflektivität aufgrund des Vorhandenseins / der Abwesenheit der Metallschicht 111 auf. Das heißt, die Spanne für ein Einstellen der Belichtungsbedingungen bei einem Ausbilden des Maskenmusters wird gering. Falls ferner das Kontaktloch zur Ausbildung des Kontaktanschlusses 113 ausgebildet wird, tritt ein Unterschied bei Ätzzeiten auf, da die Dicke von dem Substrat 200 zu der Oberfläche der Isolationsschicht 403 zwischen dem Bildelementgebiet 114 und dem Randgebiet 115 verschieden ist, wodurch sich eine geringe Spanne bei einer Verarbeitung ergibt. Auf der anderen Seite wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Metallschicht 111 (das Muster 131) ebenso in dem Randgebiet 115 angeordnet. Dies unterdrückt die vorstehend beschriebenen Probleme. Somit können verschiedene Arten von Mustern in jeweiligen Schritten zur Ausbildung von Schichten über der Metallschicht 111 geeignet ausgebildet werden. Infolgedessen wird es möglich, die Herstellungsausbeute des photoelektrischen Umwandlungsgerätes zu verbessern, bei dem die Metallschicht angeordnet ist, und das photoelektrische Umwandlungsgerät mit der Leistungsfähigkeit umzusetzen, die mehr auf dem Entwurf basiert. Daher kann der Freiheitsgrad bei einer Verarbeitung und bei einem Entwurf vergrößert werden.
  • Die Anordnung und ein Herstellungsverfahren eines photoelektrischen Umwandlungsgerätes gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist nachstehend unter Bezugnahme auf die 7A bis 8D beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Dicke von der unteren Oberfläche einer Haftschicht 215 bis zu einer Metallschicht 111 (Muster 131) in einem Randgebiet 115 größer ist als die Dicke von der unteren Oberfläche der Haftschicht 215 zu der Metallschicht 111 (einem Muster 121) in einem Bildelementgebiet 114. Andere Strukturen eines photoelektrischen Umwandlungsgerätes 100 als diese können zu der des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels ähnlich sein. Daher sind nachstehend hauptsächlich die Punkte beschrieben, die von denen des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels verschieden sind.
  • Die 7A und 7B sind jeweils Schnittansichten gemäß diesem Ausführungsbeispiel entlang der Linie G - G' und der Linie S - S' gemäß 1A. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Schnittstruktur des Bildelementgebietes 114 gemäß 7A ähnlich zu der Struktur gemäß der vorstehend beschriebenen 2A. Andererseits umfasst das Randgebiet 115 eine Zwei-Lagenstruktur aus der Haftschicht 215 und einer Isolationsschicht 501 unter der Metallschicht 111, und die Dicke von der Haftschicht 215 zu der Metallschicht 115 ist größer ausgebildet als die in dem Bildelementgebiet 114.
  • Im Allgemeinen kann in dem Bildelementgebiet 114 die Metallschicht 111 in einem anderen Gebiet als einem photoelektrischem Umwandlungsabschnitt 101 angeordnet sein. Auf der anderen Seite ist in dem Randgebiet 115 die Transistorausbildungsdichte hoch, da Steuerungs-/Signalverarbeitungsschaltungen wie etwa Randtransistoren 109 und 110 ausgebildet sind, und die Anzahl von Kontaktanschlüssen 113 erhöht sich dementsprechend. Daher kann das Randgebiet 115 eine kleinere Fläche als das Bildelementgebiet 114 aufweisen, in der die Metallschicht 111 angeordnet ist.
  • In einer orthographischen Projektion auf ein Substrat 200 wird die vorstehend beschriebene Wirkung verbessert, falls die Bedeckung der Metallschicht 111 in dem Bildelementgebiet 114 gleich zu der Bedeckung der Metallschicht 111 in dem Randgebiet 115 ist. Als ein Beispiel ist jedoch die Bedeckung der Metallschicht 111 in dem Randgebiet 115 auf ungefähr 80 % von der in dem Bildelementgebiet 114 begrenzt. Falls die Bedeckung der Metallschicht 111 in dem Randgebiet 115 verringert wird, kann die Höhe von dem Substrat 200 zu der Oberfläche einer Isolationsschicht 403 gemäß der vorstehenden Beschreibung das Bildelementgebiet 114 relativ größer sein. Andererseits kann eine Erhöhung einer Bedeckung der Metallschicht 111 in dem Randgebiet 115 ein Problem einer parasitären Kapazität zwischen der Metallschicht und dem Verdrahtungsmuster oder der Gate-Elektrode verursachen.
  • Dementsprechend wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Isolationsschicht 501 zur Einstellung der Höhe zusätzlich zu der Haftschicht 215 unter der Metallschicht 111 in dem Randgebiet 115 ausgebildet. Dies ermöglicht es, einen Niveauunterschied zwischen dem Randgebiet 115 und dem Bildelementgebiet 114 zu unterdrücken, auch falls die Bedeckung verringert wird. Falls die Isolationsschicht 501 aus derselben Schichtart wie die Haftschicht 215 ausgebildet ist, kann die Haftschicht 215 dick ausgebildet werden, und ein Teil der Haftschicht 215 in dem Bildelementgebiet 114 kann geätzt werden. In diesem Fall darf die Isolationsschicht 501 nicht abgeschieden werden. Durch ein Ausbilden der Isolationsschicht 501 wird die Höhe von der oberen Oberfläche eines elektrisch leitfähigen Musters, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist und das die Gate-Elektroden einer Vielzahl von Transistoren mit den Randtransistoren 109 und 110 und ein Blindmuster 119 in dem Randgebiet 115 ausbildet, zu einem Abschnitt der Metallschicht 111, die über dem die Gate-Elektroden der Vielzahl von Transistoren ausbildenden Muster angeordnet ist, größer als die Höhe von der oberen Oberfläche eines Elektrodenmusters, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist und die Gate-Elektrode eines Bildelementtransistors wie etwa eines Transistors 104 gemäß der vorstehenden Beschreibung ausbildet, zu einem Abschnitt der Metallschicht 111, die über dem die Gate-Elektrode des Bildelementtransistors ausbildenden Elektrodenmuster angeordnet ist. Das heißt, es ist möglich, einen Abstand h4 von der Oberfläche der Gate-Elektrode des Randtransistors 109 zu der unteren Oberfläche der Metallschicht 111 über dem Gate-Elektrodenmuster gemäß 7B größer als einen Abstand h3 von der Oberfläche der Gate-Elektrode des Transistors 104 zu der unteren Oberfläche der Metallschicht 111 über dem Gate-Elektrodenmuster gemäß 7A zu gestalten. Infolgedessen kann die Höhe von der Oberfläche des Substrates 200 zu der oberen Oberfläche des Abschnittes der Metallschicht 111, die auf dem die Gate-Elektrode des Bildelementtransistors ausbildenden Muster angeordnet ist, der in dem Bildelementgebiet 114 angeordnet ist, kleiner als die Höhe von der Oberfläche des Substrates 200 zu der oberen Oberfläche des Abschnittes der Metallschicht 111 sein, die über dem Muster angeordnet ist, das die Gate-Elektroden der Vielzahl von Transistoren ausbildet, die in dem Randgebiet 115 angeordnet sind. Auch falls die Bedeckung der Metallschicht 111 (des Musters 131) in dem Randgebiet 115 hinsichtlich der Bedeckung der Metallschicht 111 (des Musters 121) in dem Bildelementgebiet 113 verringert wird, kann somit die vorstehend beschriebene Wirkung einer Unterdrückung des Niveauunterschieds erlangt werden. Durch Anordnen der Metallschicht 111 über den Gate-Elektroden der Randtransistoren 109 und 110 oder über dem Verdrahtungsmuster, wird ferner in dem Randgebiet 115 eine parasitäre Kapazität zwischen der Gate-Elektrode oder dem Verdrahtungsmuster und der Metallschicht 111 erzeugt. Jedoch wird durch ein Anordnen der Isolationsschicht 501 in dem Randgebiet 115 ein Abbau (bzw. Relaxation) der parasitären Kapazität umgesetzt. Da die Isolationsschicht 501 lediglich um das Randgebiet 115 herum angeordnet ist, ändert sich zu dieser Zeit die Dicke der Haftschicht 215 in dem Bildelementgebiet 114 nicht, sodass die Lichtabschirmleistungsfähigkeit der Metallschicht 111 nicht beeinträchtigt wird.
  • Die Erfinder und dergleichen haben durch Experimente bestätigt, dass durch ein Ausbilden der Isolationsschicht 501 in dem Randgebiet 115 die Unterdrückungswirkung des Niveauunterschieds zwischen den Gebieten erlangt wurde, auch falls die Bedeckung der Metallschicht 111 in dem Randgebiet 115 ungefähr 30 % der Bedeckung der Metallschicht 111 in dem Bildelementgebiet 114 betrug. Das heißt, bei einer orthographischen Projektion auf die Oberfläche 200 kann B/A ≧ 0,3 eingestellt sein, falls A die Bedeckung der Metallschicht 111 (des Musters 121) in dem Bildelementgebiet 114 ist, und B die Bedeckung der Metallschicht 111 (des Musters 131) in dem Randgebiet 115 ist. Ferner kann auch bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, bei dem die Isolationsschicht 501 nicht ausgebildet wird, auch unter der Bedingung, dass die Bedeckung der Metallschicht 111 in dem Randgebiet 115 ungefähr 30 % der Bedeckung der Metallschicht 111 in dem Bildelementgebiet 114 betrug, die größere Wirkung als in dem Fall erlangt werden, dass keine Metallschicht 111 angeordnet ist. Das heißt, die Wirkung der Metallschicht 111 kann erlangt werden, falls die Bedeckung der Metallschicht 111 in dem Randgebiet 115 30% oder mehr der Bedeckung der Metallschicht 111 in dem Bildelementgebiet 114 beträgt. Darüber hinaus kann durch ein Einbringen der Isolationsschicht 501 nicht nur die Unterdrückungswirkung des Niveauunterschieds zwischen den Gebieten erlangt werden, sondern auch das Problem einer parasitären Kapazität kann unterdrückt werden.
  • Nachstehend ist ein Herstellungsverfahren für den Fall beschrieben, dass die Isolationsschicht 501 verwendet wird. Hierbei ist der Fall beschrieben, dass die Metallschicht 111 über einer Schutzschicht 213 unter Verwendung von Siliziumoxid ohne eine Ausbildung der Haftschicht 215 unter Verwendung von Siliziumoxid in dem Bildelementgebiet 114 ausgebildet ist. In diesem Fall wirkt die Schutzschicht 213 als eine Haftschicht. Da die Metallschicht 111 näher zu einem Ladungshalteabschnitt 102 als bei dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist, kann die Lichtabschirmeigenschaft größer sein. 8A (das Bildelementgebiet 114) und 8B (das Randgebiet 115) sind Schnittansichten, die erlangt werden, falls Siliziumnitrid 402, die Haftschicht 215 und die Isolationsschicht 501 abgeschieden werden, nachdem die Schritte gemäß den 3A und 3B gemäß der vorstehenden Beschreibung durchgeführt sind. Falls die Isolationsschicht 501 von derselben Schichtart wie die Isolationsschicht 403 ist, wird eine Verarbeitung einer Öffnung eines Kontaktloches bei einer Ausbildung des Kontaktanschlusses 113 leicht. Jedoch kann die Isolationsschicht 501 ein Isolationsmaterial einer von der der Isolationsschicht 403 verschiedenen Schichtart verwenden. Nachdem das Siliziumnitrid 402 und die Isolationsschicht 501 ausgebildet sind, werden das Siliziumnitrid 402 und die Isolationsschicht 501 in dem Bildelementgebiet 114 geätzt, sodass das Siliziumnitrid 402 und die Isolationsschicht 501 lediglich in dem Randgebiet 115 verbleiben. Schnittansichten zu dieser Zeit sind in 8C (das Bildelementgebiet 114) und 8D (das Randgebiet 115) gezeigt. Nachfolgend werden Schritte nach dem Schritt gemäß 3C und 3D gemäß der vorstehenden Beschreibung durchgeführt.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Haftschicht, die unter der Metallschicht 111 angeordnet ist, in dem Randgebiet 115 dicker als in dem Bildelementgebiet 114 ausgebildet sein, und kann eine beliebige Dicke aufweisen. Bei einem Einstellen der parasitären Kapazität kann beispielsweise die parasitäre Kapazität durch beliebiges Ändern der Dicke der Isolationsschicht 501 und der die elektrischen Konstante der Isolationsschicht 501 auf eine gewünschte Kapazität eingestellt werden. Infolgedessen wird nicht nur der Niveauunterschied zwischen den Gebieten gemäß der vorstehenden Beschreibung unterdrückt, sondern auch die parasitäre Kapazität unterdrückt. Somit können die Eigenschaften des photoelektrischen Umwandlungsgerätes 100 weiter verbessert werden.
  • Anwendungen
  • Als Anwendungen des photoelektrischen Umwandlungsgerätes 100 gemäß jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, sind eine Ausrüstung mit dem photoelektrischen Umwandlungsgerät 100 und ein Verarbeitungsgerät beschrieben, das ein Signal verarbeitet, das von dem photoelektrischen Umwandlungsgerät ausgegeben wird. Hierbei ist eine Ausrüstung ausgeführt, bei der das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 als ein Bildaufnahmegerät eingebaut ist. Die Ausrüstung, in der das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 als das Bildaufnahmegerät eingebaut ist, ist beispielsweise eine elektrische Ausrüstung wie etwa eine Kamera oder ein Smartphone. Die Kamera umfasst konzeptionell nicht nur ein Gerät, dessen Hauptzweck ein Fotografieren ist, sondern auch ein Gerät (beispielsweise einen Personal Computer oder ein mobiles Endgerät wie etwa ein Tablet), das zusätzlich mit einer Fotografiefunktion bereitgestellt ist.
  • 9 zeigt eine schematische Darstellung, die eine mit dem photoelektrischen Umwandlungsgerät 100 montierte Ausrüstung EQP veranschaulicht. Ein Beispiel der Ausrüstung EQP ist eine elektronische Ausrüstung (Informationsausrüstung), wie etwa eine Kamera oder ein Smartphone gemäß der vorstehenden Beschreibung, eine Büroausrüstung wie etwa eine Kopiermaschine oder ein Scanner, eine Transportausrüstung wie etwa ein Automobil, ein Flugzeug, ein Schiff oder ein Schienenfahrzeug, eine medizinische Ausrüstung wie etwa ein Endoskop oder ein Strahlungsabbildungsgerät, eine Analyseausrüstung wie etwa ein Rasterelektronenmikroskop oder ein Transmissionselektronenmikroskop oder eine Industrieausrüstung wie etwa ein Industrieroboter.
  • Das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 kann ein Gehäuse PKG umfassen, das ein Halbleitergerät IC zusätzlich zu der Halbleitervorrichtung IC mit einem Halbleiterchip umfasst, der mit dem Bildelementgebiet 114 bereitgestellt ist, in dem die Bildelemente PIX in einer Anordnung angeordnet sind. Das Gehäuse PKG kann eine Basis umfassen, auf der die Halbleitervorrichtung IC angebracht ist, einen aus Glas oder dergleichen ausgebildeten Deckel, der der Halbleitervorrichtung IC zugewandt ist, und ein Verbindungsbauelement wie etwa einen Bonddraht und einen Buckel (bzw. „Bump“) zum Verbinden eines Anschlusses der Basis und eines Anschlusses der Halbleitervorrichtung IC. Die Ausrüstung EQP kann ferner zumindest eines von einem Optiksystem OPT, einem Steuergerät CTRL, einem Verarbeitungsgerät PRCS, einem Anzeigegerät DSPL und einem Speichergerät MMRY umfassen. Das Optiksystem OPT ist ein System, das ein Bild auf dem photoelektrischen Umwandlungsgerät 100 ausbildet, und ist beispielsweise durch Linse, einen Verschluss und einen Spiegel umgesetzt. Das Steuergerät CTRL steuert den Betrieb des photoelektrischen Umwandlungsgerätes 100 und ist beispielsweise eine Halbleitervorrichtung wie etwa ein ASIC. Das Verarbeitungsgerät PRCS verarbeitet ein von dem photoelektrischen Umwandlungsgerät ausgegebenes Signal, und ist eine Halbleitervorrichtung wie etwa eine CPU oder ein ASIC zur Ausbildung eines AFE (analogen Front Ends) oder eines DFE (digitales Front End). Das Anzeigegerät DSPL ist ein EL-Anzeigegerät oder ein Flüssigkristallanzeigegerät, das Informationen (ein Bild) anzeigt, die durch das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 erlangt sind. Das Speichergerät MMRY ist eine Magnetvorrichtung oder eine Halbleitervorrichtung, die die Informationen (Bild) speichert, die durch das photoelektrische Umwandlungsgerät erlangt sind. Das Speichergerät MMRY ist ein flüchtiger Speicher wie etwa ein SRAM oder DRAM oder ein nicht flüchtiger Speicher wie etwa ein Flashspeicher oder ein Festplattenlaufwerk. Ein Mechanikgerät MCHN umfasst eine bewegte Einheit oder eine Vortriebseinheit wie etwa einen Motor oder eine Maschine. Das Mechanikgerät MCHN in der Kamera kann die Komponenten des Optiksystems OPT antreiben, um ein Zoomen, eine Fokussierungsbetätigung oder eine Verschlussbetätigung durchzuführen. Die Ausrüstung EQP zeigt eine Signalausgabe von dem photoelektrischen Umwandlungsgerät 100 auf dem Anzeigegerät DSPL an, und führt eine externe Übertragung durch ein (nicht gezeigtes) Kommunikationsgerät der Ausrüstung EQP durch. Zu diesem Zweck kann die Ausrüstung EQP ferner das Speichergerät MMRY und das Verarbeitungsgerät PRCS zusätzlich zu den Speicherschaltkreisen und Arithmetikschaltkreisen wie etwa den Steuerungs-/Signalverarbeitungsschaltkreisen des photoelektrischen Umwandlungsgerätes 100 umfassen, die beispielsweise in dem Randgebiet 115 umfasst sind.
  • Eine Kamera, in der das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 eingebaut ist, ist ebenso auf eine Überwachungskamera, eine bordeigene Kamera, die in einer Transportausrüstung wie etwa einem Automobil oder einem Schienenfahrzeug angebracht ist, oder dergleichen anwendbar. Nachstehend ist ein Beispiel ausgeführt, in dem die Kamera, in der das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 eingebaut ist, auf eine Transportausrüstung angewandt ist. Eine Transportausrüstung 2100 ist beispielsweise ein Automobil mit einer bordeigenen Kamera 2101 gemäß den 10A und 10B. 10A zeigt schematisch die äußere Erscheinung und die hauptsächliche innere Struktur der Transportausrüstung 2100. Die Transportausrüstung 2100 umfasst photoelektrische Umwandlungsgeräte 2102, integrierte Schaltkreise eines Bildaufnahmesystems (ASIC: Anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) 2103, ein Warngerät 2112 und ein Steuergerät 2113.
  • Das vorstehend beschriebene photoelektrische Umwandlungsgerät 100 ist als jedes photoelektrische Umwandlungsgerät 2102 verwendet. Das Warngerät 2112 warnt einen Fahrer, falls es ein Anomaliesignal von einem Bildaufnahmesystem, einem Fahrzeugsensor, einer Steuereinheit oder dergleichen empfängt. Das Steuergerät 2113 steuert umfassend den Betrieb des Bildaufnahmesystems, des Fahrzeugsensors, der Steuereinheit und dergleichen. Es ist zu beachten, dass die Transportausrüstung 2100 das Steuergerät 2113 nicht umfassen muss. In diesem Fall umfassen das Bildaufnahmesystem, der Fahrzeugsensor und die Steuereinheit jeweils einzeln eine Kommunikationsschnittstelle, und senden/empfangen Steuersignale mittels eines Kommunikationsnetzwerkes (beispielsweise eines CAN-Standards).
  • 10B zeigt eine Blockdarstellung, die die Systemanordnung der Transportausrüstung 2100 veranschaulicht. Die Transportausrüstung 2100 umfasst das erste photoelektrische Umwandlungsgerät 2102 und das zweite photoelektrische Umwandlungsgerät 2102. Das heißt, die bordeigene Kamera gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine Stereokamera. Ein Gegenstandsbild wird durch jede optische Einheit 2114 auf jedem photoelektrischen Umwandlungsgerät 2102 ausgebildet. Eine Bildelementsignalausgabe von jedem photoelektrischen Umwandlungsgerät 2102 wird durch eine Bildvorverarbeitungseinrichtung 2115 verarbeitet, und an die integrierte Schaltung des Bildaufnahmesystems 2103 übermittelt. Die Bildvorverarbeitungseinrichtung 2115 führt eine Verarbeitung wie etwa eine S-N-Berechnung und eine synchronisierte Signaladdition durch.
  • Die integrierte Schaltung des Bildaufnahmesystems 2103 umfasst eine Bildverarbeitungseinrichtung 2104, einen Speicher 2105, eine optische Entfernungsmesseinheit 2106, eine Parallaxenberechnungseinheit 2107, eine Gegenstandserkennungseinheit 2108, eine Anomalie-Erfassungseinheit 2109 und eine externe Schnittstelleneinheit (Extern-I/F-Einheit) 2116. Die Bildverarbeitungseinrichtung 2104 erzeugt ein Bildsignal durch eine Verarbeitung von Signalen, die von den Bildelementen jedes photoelektrischen Umwandlungsgerätes 2102 ausgegeben werden. Die Bildverarbeitungseinrichtung 2104 führt ebenso eine Korrektur des Bildsignals und eine Interpolation eines anormalen Bildelementes durch. Der Speicher 2105 hält zeitweilig das Bildsignal. Der Speicher 2105 kann ebenso die Position eines bekannten anormalen Bildelementes in dem photoelektrischen Umwandlungsgerät 2102 speichern. Die optische Entfernungsmesseinheit 2106 verwendet das Bildsignal, um eine Fokussierung oder eine Entfernungsmessung eines Gegenstandes durchzuführen. Die Parallaxenberechnungseinheit 2107 führt eine Gegenstandszusammenstellung (einen Stereoabgleich) eines Parallaxenbildes durch. Die Gegenstandserkennungseinheit 2108 analysiert das Bildsignal, um Gegenstände wie etwa eine Transportausrüstung, eine Person, ein Straßenschild oder eine Straße zu erkennen. Die Anomalie-Erfassungseinheit 2109 erfasst den Fehler oder einen Fehlerbetrieb des photoelektrischen Umwandlungsgerätes 2102. Falls ein Fehler oder ein Fehlerbetrieb erfasst wird, übermittelt die Anomalie-Erfassungseinheit 2109 ein die Erfassung einer Anomalie anzeigendes Signal an das Steuergerät 2113. Die Extern-I/F-Einheit 2116 vermittelt einen Austausch von Informationen zwischen den Einheiten des integrierten Schaltkreises des Bildaufnahmesystems 2103 und dem Steuergerät 2113 oder den verschiedenen Arten von Steuereinheiten.
  • Die Transportausrüstung 2100 umfasst eine Fahrzeuginformationsbeschaffungseinheit 2110 und eine Fahrunterstützungseinheit 2111. Die Fahrzeuginformationsbeschaffungseinheit 2110 umfasst Fahrzeugsensoren wie etwa einen Geschwindigkeits-/Beschleunigungssensor, einen Winkelgeschwindigkeitssensor, einen Lenkwinkelsensor, ein Entfernungsradar und einen Drucksensor.
  • Die Fahrunterstützungseinheit 2111 umfasst eine Kollisionsbestimmungseinheit. Auf der Grundlage von Informationsteilen von der optischen Entfernungsmesseinheit 2106, der Parallaxenberechnungseinheit 2107 und der Gegenstandserfassungseinheit 2108 bestimmt die Kollisionsbestimmungseinheit, ob es eine Möglichkeit einer Kollision mit einem Gegenstand gibt. Die optische Entfernungsmesseinheit 2106 und die Parallaxenberechnungseinheit 2107 sind Beispiele von Entfernungsinformationsbeschaffungseinheiten, die Entfernungsinformationen eines Zielgegenstandes beschaffen. Das heißt, Entfernungsinformationen umfassen Informationsteile hinsichtlich der Parallaxe, der Defokussierungsmenge, der Entfernung zu dem Zielgegenstand und dergleichen. Die Kollisionsbestimmungseinheit kann eines von diesen Teilen von Entfernungsinformationen zur Bestimmung der Möglichkeit einer Kollision verwenden. Jede Entfernungsinformationsbeschaffungseinheit kann durch eine speziell entworfene Hardware oder ein Softwaremodul umgesetzt sein.
  • Vorstehend wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Fahrunterstützungseinheit 2111 die Transportausrüstung 2100 steuert, um eine Kollision mit einem anderen Gegenstand zu vermeiden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung ebenso auf eine Steuerung für ein automatisches Fahren, um einem anderen Fahrzeug zu folgen, oder ein automatisiertes Fahren ohne eine Abweichung von einer Spur anwendbar.
  • Die Transportausrüstung 2100 umfasst ebenso für eine Bewegung oder zur Unterstützung der Bewegung verwendete Ansteuergeräte wie etwa einen Airbag, einen Beschleuniger, eine Bremse, ein Lenkrad, ein Getriebe, eine Maschine, einen Motor, Räder und Propeller. Die Transportausrüstung 2100 umfasst ebenso Steuereinheiten für diese Geräte. Jede Steuereinheit steuert ein entsprechendes Ansteuergerät auf der Grundlage eines Steuersignals von dem Steuergerät 2113.
  • Das in diesem Ausführungsbeispiel verwendete photoelektrische Umwandlungsgerät 100 ist nicht nur auf ein Automobil, sondern auch beispielsweise auf eine Transportausrüstung wie etwa ein Schiff, ein Flugzeug oder ein Schienenfahrzeug, oder eine Industrieausrüstung wie etwa einen Industrieroboter breit anwendbar. Zusätzlich dazu ist das photoelektrische Umwandlungsgerät 100 nicht nur auf eine Transportausrüstung, sondern auch auf eine eine Gegenstandserfassung breit verwendende Ausrüstung wie etwa verschiedene Arten von Ausrüstungen gemäß der vorstehenden Beschreibung oder auf ein ITS (intelligentes Transportsystem) anwendbar.
  • Obgleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf exemplarische Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist zu berücksichtigen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten exemplarischen Ausführungsbeispiele begrenzt ist. Dem Umfang der nachstehenden Patentansprüche muss die breiteste Interpretation zuerkannt werden, sodass alle solchen Abwandlungen und äquivalente Strukturen und Wirkungen umfasst sind.
  • Ein photoelektrisches Umwandlungsgerät ist bereitgestellt. Das Gerät umfasst ein Bildelementgebiet, in dem eine Vielzahl von Bildelementen angeordnet sind, die jeweils einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und einen Ladungshalteabschnitt umfassen, die in einem Substrat ausgebildet sind, sowie ein Randgebiet. Über dem Substrat sind eine elektrisch leitfähige Schicht mit einem Elektrodenmuster zum Übertragen von Ladungen in dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt zu dem Ladungshalteabschnitt, eine Verdrahtungsschicht mit einem Verdrahtungsmuster, das elektrisch mit dem Elektrodenmuster verbunden ist, eine Zwischenschicht, die zwischen der Verdrahtungsschicht und dem Substrat angeordnet ist, und eine Metallschicht bereitgestellt, die zwischen der Zwischenschicht und dem Substrat angeordnet und derart angeordnet ist, dass sie zumindest den Ladungshalteabschnitt und das Elektrodenmuster bedeckt. In dem Randgebiet bedeckt die Metallschicht zumindest eine obere Oberfläche eines elektrisch leitfähigen Musters, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2013110285 A [0002]

Claims (20)

  1. Photoelektrisches Umwandlungsgerät, mit: einem Bildelementgebiet, in dem eine Vielzahl von Bildelementen angeordnet sind, die jeweils einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und einen Ladungshalteabschnitt umfassen, die in einem Substrat ausgebildet sind; und einem Randgebiet, das um das Bildelementgebiet herum angeordnet ist, wobei über dem Substrat eine elektrisch leitfähige Schicht mit einem Elektrodenmuster zum Übertragen von Ladungen in dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt zu dem Ladungshalteabschnitt, eine Verdrahtungsschicht, die ein mit dem Elektrodenmuster elektrisch verbundenes Verdrahtungsmuster umfasst, eine Zwischenisolationsschicht, die zwischen der Verdrahtungsschicht und dem Substrat angeordnet ist, eine Metallschicht, die zwischen der Zwischenisolationsschicht und dem Substrat angeordnet ist und die derart angeordnet ist, dass sie zumindest den Ladungshalteabschnitt und das Elektrodenmuster bedeckt, und ein Kontaktanschluss bereitgestellt sind, der dazu eingerichtet ist, das Verdrahtungsmuster und das Elektrodenmuster elektrisch zu verbinden, und der sich durch die Zwischenisolationsschicht erstreckt, und in dem Randgebiet die Metallschicht zumindest eine obere Oberfläche eines elektrisch leitfähigen Musters bedeckt, das in der elektrisch leitfähigen Schicht umfasst ist.
  2. Photoelektrisches Umwandlungsgerät, mit: einem Bildelementgebiet, in dem eine Vielzahl von Bildelementen angeordnet sind, die jeweils einen photoelektrischen Umwandlungsabschnitt und einen Ladungshalteabschnitt umfassen, die in einem Substrat ausgebildet sind; und einem Randgebiet, das um das Bildelementgebiet herum angeordnet ist, wobei über dem Substrat, eine elektrisch leitfähige Schicht, die ein Elektrodenmuster zum Übertragen von Ladungen in dem photoelektrischen Umwandlungsabschnitt zu dem Ladungshalteabschnitt umfasst, eine Verdrahtungsschicht, die ein mit dem Elektrodenmuster elektrisch verbundenes Verdrahtungsmuster umfasst, eine Zwischenisolationsschicht, die zwischen der Verdrahtungsschicht und dem Substrat angeordnet ist, eine Metallschicht, die zwischen der Zwischenisolationsschicht und dem Substrat angeordnet ist, und ein Kontaktanschluss bereitgestellt sind, der dazu eingerichtet ist, das Verdrahtungsmuster und das Elektrodenmuster elektrisch zu verbinden, und der sich durch die Zwischenisolationsschicht erstreckt, und die Metallschicht ein Muster, das zumindest den Ladungshalteabschnitt und das Elektrodenmuster in dem Bildelementgebiet bedeckt, und ein Muster getrennt umfasst, das zumindest eine obere Oberfläche eines elektrisch leitfähigen Musters bedeckt, das in der elektrisch leitfähigen Schicht in dem Randgebiet umfasst ist.
  3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Randgebiet eine obere Oberfläche der Metallschicht eine dem elektrisch leitfähigen Muster entsprechende Unebenheit aufweist.
  4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in einer orthografischen Projektion auf das Substrat B/A >-_ 0,3 gilt, falls A eine Bedeckung der Metallschicht in dem Bildelementgebiet ist und B eine Bedeckung der Metallschicht in dem Randgebiet ist.
  5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Höhe von dem Substrat zu einer oberen Oberfläche eines Abschnittes der über dem Elektrodenmuster angeordneten Metallschicht dieselbe wie eine Höhe von dem Substrat zu einer oberen Oberfläche eines Abschnittes der über dem elektrisch leitfähigen Muster angeordneten Metallschicht ist.
  6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Höhe von einer oberen Oberfläche des elektrisch leitfähigen Musters zu einem Abschnitt der über dem elektrisch leitfähigen Muster angeordneten Metallschicht größer als eine Höhe von einer oberen Oberfläche des Elektrodenmusters zu einem Abschnitt der über dem Elektrodenmuster angeordneten Metallschicht ist.
  7. Gerät nach Anspruch 6, wobei eine Höhe von dem Substrat zu einer oberen Oberfläche des Abschnittes der über dem Elektrodenmuster angeordneten Metallschicht kleiner als eine Höhe von der Oberfläche zu einer oberen Oberfläche des Abschnittes der über dem elektrisch leitfähigen Muster angeordneten Metallschicht ist.
  8. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Metallschicht mit dem Substrat durch einen Kontaktanschluss elektrisch verbunden ist, der sich von dem Kontaktanschuss unterscheidet.
  9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Metallschicht auf ein konstantes Potential fixiert ist, während das photoelektrische Umwandlungsgerät arbeitet.
  10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Muster, das in der in dem Bildelementgebiet angeordneten Metallschicht umfasst ist, elektrisch mit dem Substrat über einen Anschluss zwischen einer Oberfläche der Metallschicht auf einer Seite des Substrates und einer Oberfläche des Substrates auf einer Seite der Metallschicht verbunden ist.
  11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder Anspruch 10, wobei das Muster, das in der in dem Randgebiet angeordneten Metallschicht umfasst ist, elektrisch mit dem elektrisch leitfähigen Muster über einen Anschluss zwischen einer Oberfläche der Metallschicht auf einer Seite des Substrates und einer Oberfläche des elektrisch leitfähigen Musters auf einer Seite der Metallschicht verbunden ist.
  12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die elektrisch leitfähige Schicht aus Polysilizium ausgebildet ist, und die Metallschicht aus Wolfram ausgebildet ist.
  13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei von dem elektrisch leitfähigen Muster, das durch die Metallschicht bedeckte elektrische leitfähige Muster das elektrisch leitfähige Muster umfasst, in dem ein gesamter Umfang einer Seitenoberfläche auf einem Isolator angeordnet ist.
  14. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei von dem elektrisch leitfähigen Muster, das elektrisch leitfähige Muster, das durch die Metallschicht bedeckt ist, eine Silizidschicht umfasst.
  15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei von dem elektrisch leitfähigen Muster das durch die Metallschicht bedeckte elektrisch leitfähige Muster eine Gate-Elektrode eines Transistors umfasst, der eine Silizidschicht in einem Source-/Drain-Gebiet umfasst.
  16. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Elektrodenmuster eine Gate-Elektrode eines NMOS-Transistors ist, und das elektrisch leitfähige Muster eine Gate-Elektrode eines PMOS-Transistors ist.
  17. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das in der Metallschicht umfasste Muster einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor miteinander verbindet.
  18. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das in der Metallschicht umfasste Muster eine Gate-Elektrode eines ersten Transistors und entweder eine Source oder einen Drain eines zweiten Transistors verbindet.
  19. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Metallschicht einen Kontaktanschluss umgibt, der sich durch die Zwischenisolationsschicht erstreckt, und die Verdrahtungsschicht und die elektrisch leitfähige Schicht elektrisch verbindet.
  20. Ausrüstung, mit: einem photoelektrischen Umwandlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 19, und einem Verarbeitungsgerät, das dazu eingerichtet ist, ein von dem photoelektrischen Umwandlungsgerät ausgegebenes Signal zu verarbeiten, wobei das photoelektrische Umwandlungsgerät ein CMOS-Bildsensor mit einer umfassenden elektronischen Verschlussfunktion ist.
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