JP2009099626A - 撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】撮像装置について、撮像領域からOB領域に入射する斜め光を遮断する。
【解決手段】本発明の一態様に係る撮像装置1は、半導体基板12の撮像領域2に形成された光電変換手段と、半導体基板12の撮像領域2と周辺回路が形成される周辺回路領域4との間のオプティカルブラック領域3に形成されている黒基準観測用光電変換手段と、半導体基板12の撮像領域2及びオプティカルブラック領域3上に形成される絶縁膜17,20,23,26,29と、半導体基板12の面から絶縁膜17,20,23,26,29の表面まで絶縁膜の堆積方向についてコンタクト19,22,25,28,31及び配線18,21,24,27,30を連接して形成される遮光手段35とを具備する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、固体撮像装置に関する。

MOS型固体撮像素子は、低電圧、単一電源、低コストという利点がある。近年、MOS型固体撮像素子を具備する固体撮像装置について急速に微細化が進んでいる。このため、固体撮像装置内の配線に、Al配線よりもむしろ微細配線に適したCu配線が使用される傾向にある。

Cu配線は、Al配線に対して、エレクトロマイグレーションに強く、ダマシン工程により製造されるため低背化が可能である。そのため、最上層にマイクロレンズを持つ固体撮像装置にとっては、光を集光しやすくすることができ、感度を上げることができる。一方、固体撮像装置に備えられているロジック回路についても、Cu配線を用いることで微細化・集積化可能であり、回路面積の縮小及びモジュールの縮小化が可能である。

しかし、ダマシン工程でCu配線を使用する場合、層間膜を掘ってCuを埋め込むために、遮光層のような広域な面積の部分がディッシングという皿上の窪んだ形状になる場合がある。このため、広い面積となる部分に対してCu配線を用いることは困難である。ゆえに、一般的には、微細加工が要求される下層配線ではCu配線が使用され、上層の緩いデザインにはAl配線が使用される。

特許文献1(特開2001−298175号公報)には、多種多様な回路を搭載した固体撮像装置において、感度を上げるために撮像領域を低層化し、周辺回路を多層化し、高い信号処理速度と集積化を実現することが記載されている。

特許文献2(特開2006−093687号公報)のイメージセンサーは、金属層パターン、ダミーパターン、上部遮光膜パターンを形成することにより、光遮断効果に優れた遮光領域を有している。

上記特許文献1のように、多種多様な回路を搭載した固体撮像装置では、感度を上げるために撮像領域を低層化し、周辺回路を多層化し、高い信号処理速度と集積化による小型化が図られている。

しかしながら、撮像領域を低層化し、周辺回路を多層化し、ダマシンCu配線構造を用いると、周辺回路の多層化により遮光層位置が高くなり、画素のゼロレベルを決めるOB(Optical Black)領域に斜め入射の光が入り、黒基準レベルを精度よく定めることが困難となる。

また、従来の固体撮像装置において適切に黒基準レベルを確保しようとすると、無効領域(ダミー領域)を拡大する必要があり、固体撮像装置の小型化が困難となる。

特許文献2においても、撮像領域からOB領域に斜め入射の光が入ることまでは検討されていない。
特開2001−298175号公報 特開2006−093687号公報

本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、撮像領域からOB領域に斜めに入射する光を遮断し、良好な撮像特性を得る固体撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の第1の態様に係る撮像装置は、半導体基板の撮像領域に形成された光電変換手段と、半導体基板の前記撮像領域と周辺回路が形成される周辺回路領域との間のオプティカルブラック領域に形成されている黒基準観測用光電変換手段と、半導体基板の撮像領域及びオプティカルブラック領域上に形成される絶縁膜と、半導体基板の面から絶縁膜の表面まで絶縁膜の堆積方向についてコンタクト及び配線を連接して形成される遮光手段とを具備する。

本発明により、撮像領域からOB領域に斜めに入射する光を遮断し、良好な撮像特性を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

(第1の実施の形態)
本実施の形態においては、撮像領域からOB領域に斜め方向に入射する光を遮断する固体撮像装置について説明する。

図1は、本実施の形態に係る固体撮像装置の回路構成の一例を示す平面図である。

図2は、本実施の形態に係る固体撮像装置のレイアウト構成を示す平面図である。

本実施の形態に係る固体撮像装置1は、MOS型固体撮像素子(MOS型センサ)と、その周辺回路とが同一チップ上に形成された構成である。

本実施の形態において、撮像領域2の一端側には、OB(Optical Black)領域3が形成されており、さらにその先には周辺回路領域4が形成されている。すなわち、撮像領域2の一端側においては、撮像領域2と周辺回路領域4との間に、OB領域3が形成されている。また、撮像領域2の他端側にも周辺回路領域4が形成されている。

なお、OB領域3は、撮像領域2の外周を全部又は選択的に一部分を取り囲むように、撮像領域2の外周にそって形成されてもよい。

さらに、周辺回路領域4は、OB領域3及び撮像領域2を組み合わせた領域の外周にそって、この外周の全部又は選択的に一部分を取り囲むように形成されてもよい。

図1及び図2に示すように、MOS型固体撮像素子が形成される撮像領域2及びOB領域3には、光電変換層を含む光電変換部a、読み出しトランジスタb、リセットトランジスタc、増幅トランジスタd、選択トランジスタeを1単位とする画素が、マトリックス状に配置されている。それぞれの画素は、コンタクト6,7及び配線8,9に接続されている。

図3は、本実施の形態に係る固体撮像装置1の断面構成の第1例を示す図2のX−X断面図である。

撮像領域2とOB領域3には、電極画像光信号を画像電気信号に変換する電荷蓄積層10と拡散層11とが形成され、半導体基板12上における電荷蓄積層10と拡散層11との間には図示しないゲート絶縁膜を介してリセットトランジスタcのゲート電極13が形成される。これら電荷蓄積層10、拡散層11、ゲート電極13、光電変換層(図示せず)によってMOS型固体撮像素子が構成される。上述したように、MOS型固体撮像素子は、撮像領域2とOB領域3とにおいて、マトリクス状に配列されている。

OB領域3に形成されているMOS型固体撮像素子によって検出された信号に基づいて、画素のゼロレベルが決められる。

周辺回路領域4は、絶縁物からなる素子分離領域によって撮像領域2及びOB領域3から素子分離されている。周辺回路領域4の半導体基板12上には、周辺回路を構成するMOSトランジスタが形成されている。

周辺回路領域4におけるMOSトランジスタは、半導体基板12上に形成された拡散層からなるソース領域14及びドレイン領域15と、これらソース領域14及びドレイン領域15の間の半導体基板12上に図示しないゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極16とを備えている。

ゲート電極16、ソース領域14、ドレイン領域15、電荷蓄積層10、拡散層11、ゲート電極13は、表面側(光が入射してくる側)が平坦化された第1の絶縁膜17によって覆われている。第1の絶縁膜17の表面上には例えばCuからなる第1の配線層18が形成されている。

周辺回路領域4において、第1の配線層18は、ソース領域14及びドレイン領域15のうちの一方と、第1の絶縁膜17を通過するコンタクト19を介して接続される。

撮像領域2及びOB領域3において、第1の配線層18は、第1の絶縁膜17を通過するコンタクト19を介して、電荷蓄積層10、拡散層11と接続される。このように、拡散層11は、第1の絶縁膜17に設けられたコンタクト19を介して第1の配線層18に接続されている。

第1の配線層18は、表面側が平坦化された第2の絶縁膜20によって覆われている。撮像領域2、OB領域3、周辺回路領域4において、第2の絶縁膜20の表面上には、例えばCuからなる第2の配線層21が形成されている。

第2の配線層21は、所望の位置において、第2の絶縁膜20を通過するコンタクト22を介して第1の配線層18と接続される。

第2の配線層21は、表面側が平坦化された第3の絶縁膜23によって覆われている。OB領域3、周辺回路領域4において、第3の絶縁膜23の表面上には、例えばCuからなる第3の配線層24が形成されている。

第3の配線層24は、所望の位置において、第3の絶縁膜23を通過するコンタクト25を介して第2の配線層21と接続される。

OB領域3及び周辺回路領域4において、第3の配線層24は、表面側が平坦化された第4の絶縁膜26によって覆われている。OB領域3、周辺回路領域4において、第4の絶縁膜26の表面上には、例えばCuからなる第4の配線層27が形成されている。

第4の配線層27は、所望の位置において、第4の絶縁膜26を通過するコンタクト28を介して第3の配線層24と接続される。

OB領域3及び周辺回路領域4において、第4の配線層27は、表面側が平坦化された第5の絶縁膜29によって覆われている。OB領域3、周辺回路領域4において、第5の絶縁膜29の表面上には、第5の配線層30が形成されている。

第5の配線層30は、所望の位置において、第5の絶縁膜29を通過するコンタクト31を介して第4の配線層27と接続される。

撮像領域2のうち、光電変換層の形成領域を除いた領域には、Cuからなる遮光膜21aが形成される。本実施の形態においては、第2の配線層21と遮光膜21aとは、同一層を構成する。

OB領域3において、第5の配線層30は遮光膜となる。

OB領域3及び周辺回路領域4における第5の絶縁膜29と第5の配線層30、撮像領域2における第3の絶縁膜23の表面側、及び撮像領域2とOB領域3の厚さの違いにより生じるOB領域の側面部は、平坦化層32によって覆われている。

撮像領域2における平坦化層32の表面側、すなわち、光電変換層の上(光が入射してくる側)に堆積された第1から第3までの絶縁膜17,20,23の上の領域には、特定波長光の分離のための色フィルタ33及び画像光信号を光電変換層に集光させるためのマイクロレンズ34が設けられている。

撮像領域2の絶縁膜(第1から第3までの絶縁膜17,20,23)の表面は、平坦化することにより周辺回路領域4の絶縁膜(第1から第5までの絶縁膜17,20,23,26,29)の表面より低くなるように構成されている。このように、撮像領域2の絶縁膜を周辺回路領域4の絶縁膜よりも薄くすることにより、マイクロレンズ34に入射した画像光信号を光電変換層に集光しやすくすることが可能であり、良好な画像特性を得ることができる。また、周辺回路領域4において多層配線構造を実現することが可能であり、周辺回路の高集積化及び高速化を実現することができる。

本実施の形態における遮光部35は、OB領域3に形成されており、半導体基板12の撮像領域2とOB領域3の黒基準観測位置との間に形成される。

遮光部35は、半導体基板12の表面から、最も上層となる第5の絶縁膜29の表面まで、第1から第5までの絶縁膜の堆積方向について、コンタクト19、第1の配線層18、コンタクト22、第2の配線層21、コンタクト25、第3の配線層24、コンタクト28、第4の配線層27、コンタクト31、第5の配線層30を連接して形成されている。OB領域3においては、各配線層間を接続するコンタクトは最小ピッチで形成される。

遮光部35は、撮像領域2側からOB領域3の光電変換層の側へ斜めに入射する光を遮断するために、撮像領域2の外周の全体又は選択的な一部にそって、少なくとも一部が壁状に形成される。

図4は、本実施の形態に係る固体撮像装置1の断面構成の第2例を示す図2のY−Y断面図である。

上記図2には図示していないが、本実施の形態に係る固体撮像装置1において、OB領域3は、この図4に示すように、Y−Yの方向において周辺回路領域4により挟まれている。

本実施の形態において、第5の配線層30はAlで形成されており、先において説明したようにOB領域3では撮像領域2側からOB領域3へ斜めに入射する光を遮断する遮光膜となる。

OB領域3においては、半導体基板12の表面から第5の配線層30までが第1から第4までの配線層18,21,24,27及びコンタクト19,22,25,28,31により連結されている。特に、OB領域3において、第3から第5までの絶縁膜23,26,29に形成されるコンタクト25,28,31と、第2から第5までの配線層21,24,27,30とは壁のように形成されており、撮像領域2からOB領域3の光電変換層に斜め方向の光が入射することを防止する。

この図4に示すように、遮光膜35は、少なくとも、撮像領域2の絶縁膜より高いOB領域3の絶縁膜に含まれる部分については壁状であるとし、さらにその下の部分についても壁状であることが遮光効果の観点から好ましい。

図5は、従来の固体撮像装置において、撮像領域2からOB領域3の光電変換層へ斜めに光が入射された状態の一例を示す断面図である。

このように、OB領域3及び周辺回路領域4の多層化により遮光膜37の位置が高くなると、例えば、OB領域3の側面部から画素のゼロレベルを決めるOB領域3に、斜めの光が入射する場合がある。この斜めの光がOB領域3の光電変換層に観測されると、黒基準レベルを精度よく定めることが困難となる。

また、従来の固体撮像装置においては、安定した黒基準レベルを確保するために、ダミー画素を配置する場合がある。

これに対して、図6は、本実施の形態に係る固体撮像装置1において、撮像領域2からOB領域3へ斜めに光が入射された状態の一例を示す断面図である。

本実施の形態では、OB領域3内であってOB領域3の光電変換層と撮像領域2との間に、遮光部35が備えられている。

遮光部35は、撮像領域2よりもOB領域3の方が高いことで生じるOB領域3の側面部からOB領域3に、斜め方向の光が入射した場合であっても、この側面から入射した光を遮光するため、撮像領域2からOB領域3の光電変換層への斜め光の入射を阻止することができ、黒基準レベルの変動を防止することができる。

また、本実施の形態においては、ダミー画素を用いなくても安定した黒基準レベルを確保可能であるため、ダミー画素領域を削除又は少なくすることができ、固体撮像装置の小型化及びコストの低下が可能となる。

以下に、本実施の形態に係る固体撮像装置1の製造方法の一例を説明する。

図7は、製造工程途中段階での固体撮像装置1の断面の一例を示す図である。

まず、例えばシリコンからなる半導体基板12に絶縁膜からなる素子分離領域が形成され、撮像領域2とOB領域3と周辺回路領域4とを素子分離するとともに各領域内の素子を素子分離する。

次に、半導体基板12上に、ゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上の所望の位置に、ゲート電極13,16を形成するとともに、イオン注入などにより、周辺回路領域4にソース領域14、ドレイン領域15を形成するとともに、撮像領域2及びOB領域3に、電荷蓄積層10、拡散層11、光電変換層(図示せず)を形成する。

次に、半導体基板12の全面に、第1の絶縁膜17を堆積し、CMP(Chemical Mechanical Polishing)を用いて、堆積した第1の絶縁膜17を平坦化する。

次に、リソグラフィ技術を用いて、ソース領域14とドレイン領域15とのうちの一方、及び拡散層11にそれぞれ通じるコンタクト孔を第1の絶縁膜17に開孔し、コンタクト19及び第1の配線層18を例えばW又はCuによって形成する。

次に、第1の配線層18の形成された第1の絶縁膜17の全面に、第2の絶縁膜20を堆積し、CMPを用いて堆積した第2の絶縁膜20を平坦化する。

次に、リソグラフィ技術を用いて、撮像領域2、OB領域3、周辺回路領域4の第2の絶縁膜20の所望の位置に、第1の配線層18に通じるコンタクト孔を開孔し、コンタクト22及び第2の配線層21を例えばW又はCuにより形成する。

次に、第2の配線層21の形成された第2の絶縁膜20の全面に、第3の絶縁膜23を堆積し、CMPを用いて堆積した第3の絶縁膜23を平坦化する。

この図7の段階以降の製造方法については、上記図3を参照して説明する。

次に、リソグラフィ技術を用いて、第3の絶縁膜23のOB領域3及び周辺回路領域4に、コンタクト孔を開孔し、コンタクト25及び第3の配線層24を例えばW又はCuにより形成する。

次に、第3の配線層24の形成された第3の絶縁膜23のOB領域3及び周辺回路領域4に第4の絶縁膜26を堆積し、CMPを用いて堆積した第4の絶縁膜26を平坦化する。

次に、リソグラフィ技術を用いて、第4の絶縁膜26のOB領域3及び周辺回路領域4の所望の位置に、第3の配線層24に通じるコンタクト孔を開孔し、コンタクト28及び第4の配線層27を例えばW又はCuにより形成する。

次に、第4の絶縁膜26及び第4の配線層27と同様の条件にそって、第5の絶縁膜29及び第5の配線層30とを形成する。

次に、製造途中の固体撮像装置の表面側、すなわち、撮像領域2における第3の絶縁膜23、OB領域3及び周辺回路領域4における第5の配線層30の形成された第5の絶縁膜29、OB領域3における撮像領域2側の第4及び第5の絶縁膜26,29の側面部などを覆うように、例えば有機物(レジストなど)の平坦化層32を堆積する。

そして、平坦化層32の撮像領域2に、色フィルタ33及びマイクロレンズ34を形成する。

なお、本実施の形態に係る固体撮像装置1は5層配線構造であるが、配線の総数はその設計に応じて自由に定めることができる。本実施の形態においてはダマシンCu配線を用いることが可能であるが、Al配線又は他のメタル配線を用いるとしてもよい。

以上説明した本実施の形態に係る多層配線にCu配線などを用いたMOS型固体撮像装置1においては、コンタクト19,22,25,28,31及び第1から第5までの配線層18,21,24,27から形成されており撮像領域2からOB領域3の光電変換層へと入射される光を遮断する遮断部35が、撮像領域2とOB領域3の光電変換層との間に形成されている。

これにより、撮像領域2の方がOB領域3よりも低い場合であっても、OB領域3の撮像領域2側の側面部から入射する光を遮光でき、黒基準レベルを適切に観測することができ、OB領域3の無効領域(ダミー画素の領域)を小さく又はなくすことができ、固体撮像装置1を小型化できる。

本実施の形態においては、可及的に良好な撮像特性を得ることができるとともに、高集積化及び高速動作可能である。

(第2の実施の形態)
本実施の形態においては、上記第1の実施の形態に係る固体撮像装置1の具体的適用例について説明する。

図8は、本実施の形態に係る固体撮像装置1の一例を示す上面図である。この図8では、固体撮像装置1がビデオカメラの場合を例示している。なお、固体撮像装置1は、デジタルカメラ、携帯電話などのモバイル機器など様々な機器に適用可能である。

本実施の形態に係る固体撮像装置1は、MOS型固体撮像素子と、その周辺回路とが同一チップ上に形成される。MOS型固体撮像素子は、撮像領域2とOB領域3とに形成される。

固体撮像装置1の出力信号を処理する信号処理回路などの周辺回路は、MOS型トランジスタから構成される。このため、MOS型固体撮像素子と周辺回路とは、製造工程を共通化可能であり、同一の半導体基板12上に、MOS型固体撮像素子と周辺回路とが形成される。

固体撮像装置1は、MOS型固体撮像素子(MOS型センサ)、自動ゲイン制御回路36(以下、AGC回路という)、クランプ回路37(以下、CLP回路という)、AD変換回路38、タイミング制御回路39、タイミングジェネレータ/シグナルジェネレータ回路40(以下、TG/SG回路という)、DSP回路41、エンコード回路42、出力回路43、DA変換回路44を具備する。

AGC回路36は、電圧信号のレベルを調整する。CLP回路37は、電圧信号をクランプする。AD変換回路38は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。タイミング制御回路39は、クロックパルスを発生してビデオカメラのタイミングの制御を行う。TG/SG回路40は、クロックパルスに同期してMOS型固体撮像素子を駆動制御するためのタイミング信号及び駆動制御信号を発生する。DSP回路41は、AD変換回路38の出力であるデジタル信号を処理する。エンコード回路42は、DSP回路41の出力をエンコードする。出力回路43は、エンコードされた信号を出力する。DA変換回路44は、出力回路43の出力をアナログ信号に変換する。

MOS型固体撮像素子によって光電変換された画像電圧信号は、AGC回路36によってレベルが調整された後、CLP回路37によってクランプされ、AD変換回路38に送られる。そして、上記画像電圧信号はAD変換回路38によって1サンプル値が例えば8ビットからなるデジタル画像信号に変換され、DSP回路41に送られる。DSP回路41は、例えば、色分離回路、クランプ回路、ガンマ補正回路、ホワイト補正回路、黒補正回路、二一回路、色バランス回路などを具備し、供給されたデジタル画像信号に対して必要な信号処理を行う。そして、DSP回路41によって処理された信号は、エンコード回路42に送られる。エンコード回路42は、送られてきた画像信号をデコードし、輝度信号と色差信号に変換する。

MOS型固体撮像素子は、TG/SG回路40から送られてくるタイミング信号及び駆動制御信号によりタイミングが制御される。

エンコード回路42によってデコードされた画像信号は、出力回路43を介してDA変換回路44に供給され、DA変換回路44によってアナログビデオ信号に変換され、外部に出力される。

固体撮像装置1においては、MOS型固体撮像素子と同一のチップ上に、様々な機能を持った周辺回路が形成されており、多画素化、モジュールの縮小化が図られる。固体撮像装置1は撮像特性を重視した構成となっている。

本実施の形態に係る固体撮像装置1においては、撮影領域2の絶縁膜の表面が平坦化されており、さらに周辺回路領域4の絶縁膜の表面より低く(厚さが薄く)なる。これにより、マイクロレンズに入射した画像光信号を撮影領域2の光電変換層に集光しやすくなり、良好な撮像特性が得られる。

周辺回路領域4は、多層配線構造とすることにより、周辺回路の高集積化及び高速化を実現できる。

OB領域3内の撮像領域2側では、遮光部35により、OB領域3の側面からの入射光を妨げることができる。このため、撮像領域2側からOB領域3へ入光する斜め光が遮光され、この斜め光がOB領域3における光電変換層に観測されることを防止でき、黒基準レベルの変動を防止することができる。

一般的な固体撮像装置1においては、安定した黒基準レベルを確保するためにダミー画素が設けられるが、本実施の形態においては、ダミー画素の領域を縮小またはなくすことができる。

本発明の第1の実施の形態に係る固体撮像装置の回路構成の一例を示す平面図。 第1の実施の形態に係る固体撮像装置のレイアウト構成の一例を示す平面図。 第1の実施の形態に係る固体撮像装置の断面構成の第1例を示す図2のX−X断面図。 第1の実施の形態に係る固体撮像装置の断面構成の第2例を示す図2のY−Y断面図。 従来の固体撮像装置において、撮像領域からOB領域の光電変換層へ斜めに光が入射された状態の一例を示す断面図。 第1の実施の形態に係る固体撮像装置において、撮像領域からOB領域へ斜めに光が入射された状態の一例を示す断面図。 第1の実施の形態に係る製造工程途中段階での固体撮像装置の断面の一例を示す図。 本発明の第2の実施の形態に係る固体撮像装置の一例を示す上面図。

符号の説明

1…固体撮像装置、2…撮像領域、3…OB領域、4…周辺回路領域、6,7,19,22,25,28,31…コンタクト、8,9…配線、10…電荷蓄積層、11…拡散層、12…半導体基板、13,16…ゲート電極、14…ソース領域、15…ドレイン領域、17…第1の絶縁膜、18…第1の配線層、20…第2の絶縁膜、21…第2の配線層、23…第3の絶縁膜、24…第3の配線層、26…第4の絶縁膜、27…第4の配線層、29…第5の絶縁膜、30…第5の配線層、32…平坦化層、33…色フィルタ、34…マイクロレンズ、35…遮光部

Claims (5)

  1. 半導体基板の撮像領域に形成された光電変換手段と、
    前記半導体基板の前記撮像領域と周辺回路が形成される周辺回路領域との間のオプティカルブラック領域に形成されている黒基準観測用光電変換手段と、
    前記半導体基板の前記撮像領域及び前記オプティカルブラック領域上に形成される絶縁膜と、
    前記半導体基板の面から前記絶縁膜の表面まで前記絶縁膜の堆積方向についてコンタクト及び配線を連接して形成される遮光手段と
    を具備する撮像装置。
  2. 前記遮光手段は、前記オプティカルブラック領域内に、前記半導体基板における前記撮像領域と前記黒基準観測用光電変換手段の形成位置との間に、形成されることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
  3. 前記絶縁膜は、前記オプティカルブラック領域において複数の層の堆積により形成されており、
    前記遮光手段は、前記複数の層のそれぞれに対して形成された配線を、前記複数の層の堆積方向において複数のコンタクトで連結して形成される
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の撮像装置。
  4. 前記遮光手段は、前記撮像領域の外周の全体又は選択的な一部にそって、少なくとも一部が壁状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置。
  5. 前記撮像領域における前記絶縁膜の厚さは、前記オプティカルブラック領域における前記絶縁膜の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100122446A (ko) * 2009-05-12 2010-11-22 소니 주식회사 고체 촬상 장치, 전자기기 및 고체 촬상 장치의 제조 방법
JP2010278232A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Toshiba Corp 半導体撮像装置
JP2011129780A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Toshiba Corp 固体撮像装置
JP2011204884A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Canon Inc 光電変換装置及びその製造方法
JP2011216865A (ja) * 2010-03-17 2011-10-27 Canon Inc 固体撮像装置
US20140124888A1 (en) * 2012-11-05 2014-05-08 Sun Choi Image Sensor and Method for Manufacturing the Same
US8816412B2 (en) 2010-06-14 2014-08-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensors having light shield patterns between an optical black region and an active pixel region
WO2017043330A1 (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置および電子機器
US9773830B2 (en) 2015-02-06 2017-09-26 Renesas Electronics Corporation Image pickup device and method for manufacturing the same
WO2017169231A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 ソニー株式会社 撮像素子および電子機器

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008053286A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撮像装置チップセット及び画像ピックアップシステム
JP5302644B2 (ja) * 2008-12-03 2013-10-02 キヤノン株式会社 撮像装置、及び撮像システム
JP5489705B2 (ja) * 2009-12-26 2014-05-14 キヤノン株式会社 固体撮像装置および撮像システム
US20110193188A1 (en) * 2010-02-09 2011-08-11 Novatek Microelectronics Corp. Image sensor
JP2012049431A (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 Sony Corp 固体撮像装置および電子機器
JP5693924B2 (ja) 2010-11-10 2015-04-01 株式会社東芝 半導体撮像装置
JP2012164768A (ja) * 2011-02-04 2012-08-30 Toshiba Corp 固体撮像装置
US8610229B2 (en) * 2011-04-14 2013-12-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Sidewall for backside illuminated image sensor metal grid and method of manufacturing same
WO2012144196A1 (ja) * 2011-04-22 2012-10-26 パナソニック株式会社 固体撮像装置
JP6271841B2 (ja) 2013-02-13 2018-01-31 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置、半導体装置の製造方法および半導体装置を搭載したシステム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000150846A (ja) * 1998-11-12 2000-05-30 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像装置及びその製造方法
JP2001298175A (ja) * 2000-04-12 2001-10-26 Toshiba Corp 撮像システム
JP2006093687A (ja) * 2004-09-23 2006-04-06 Samsung Electronics Co Ltd イメージセンサー及びその製造方法
JP2007013061A (ja) * 2005-07-04 2007-01-18 Canon Inc 固体撮像装置及びその製造方法
JP2008218755A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Canon Inc 光電変換装置及び撮像システム

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100784387B1 (ko) * 2006-11-06 2007-12-11 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 형성방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000150846A (ja) * 1998-11-12 2000-05-30 Olympus Optical Co Ltd 固体撮像装置及びその製造方法
JP2001298175A (ja) * 2000-04-12 2001-10-26 Toshiba Corp 撮像システム
JP2006093687A (ja) * 2004-09-23 2006-04-06 Samsung Electronics Co Ltd イメージセンサー及びその製造方法
JP2007013061A (ja) * 2005-07-04 2007-01-18 Canon Inc 固体撮像装置及びその製造方法
JP2008218755A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Canon Inc 光電変換装置及び撮像システム

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8803067B2 (en) 2009-05-12 2014-08-12 Sony Corporation Multi-wiring layer solid-state imaging device with increased sensitivity, electronic apparatus, and method for manufacturing same
JP2010267675A (ja) * 2009-05-12 2010-11-25 Sony Corp 固体撮像装置、電子機器及び固体撮像装置の製造方法
KR101683290B1 (ko) 2009-05-12 2016-12-06 소니 주식회사 고체 촬상 장치, 전자기기 및 고체 촬상 장치의 제조 방법
KR20100122446A (ko) * 2009-05-12 2010-11-22 소니 주식회사 고체 촬상 장치, 전자기기 및 고체 촬상 장치의 제조 방법
JP2010278232A (ja) * 2009-05-28 2010-12-09 Toshiba Corp 半導体撮像装置
US8816413B2 (en) 2009-05-28 2014-08-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor imaging device with which semiconductor elements of pixel area and other areas has same characteristics
JP2011129780A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Toshiba Corp 固体撮像装置
JP2011216865A (ja) * 2010-03-17 2011-10-27 Canon Inc 固体撮像装置
JP2011204884A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Canon Inc 光電変換装置及びその製造方法
US8816412B2 (en) 2010-06-14 2014-08-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensors having light shield patterns between an optical black region and an active pixel region
US20140124888A1 (en) * 2012-11-05 2014-05-08 Sun Choi Image Sensor and Method for Manufacturing the Same
US9773830B2 (en) 2015-02-06 2017-09-26 Renesas Electronics Corporation Image pickup device and method for manufacturing the same
US10068941B2 (en) 2015-02-06 2018-09-04 Renesas Electronics Corporation Image pickup device and method for manufacturing the same
WO2017043330A1 (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置および電子機器
WO2017169231A1 (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 ソニー株式会社 撮像素子および電子機器

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