JP2009231501A - 半導体装置、固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子情報機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】P型ウエル100内に形成されたN+型電荷蓄積領域108に接続された配線層121bと、該N+型電荷蓄積領域108には接続されていない配線層112aおよび122とを絶縁する絶縁膜とを備え、該絶縁膜を、その一部に他の部分より誘電率の低い低誘電率膜120を含み、該低誘電率膜が該第1の配線層121bと該第2の配線層121aおよび122との間に位置するよう構成した。
【選択図】図1
Description
η=G・△Vsig/△Qsig=G/CFD ・・・(1)式
となる。ここで、Gは、増幅用トランジスタ132と定電流負荷トランジスタ134とで構成されるソースフォロワ回路のゲインであり、通常1より若干小さい値(〜0.9)を示す。ηを大きくするには信号電荷蓄積部108の容量CFDを小さくする必要があるが、上記信号電荷蓄積部108の容量CFDは、信号電荷蓄積部108に接続された転送トランジスタ102のドレイン側接合容量、増幅トランジスタ132のゲート容量、および基板とのジャンクション容量、配線間のカップリング容量の総和である。従って、共通の信号電荷蓄積部に接続されるフォトダイオードおよび転送トランジスタの数が多くなるほど、信号電荷蓄積部108に接続された転送トランジスタ102のドレイン側接合容量と基板とのジャンクション容量、ならびに配線間のカップリング容量が増加し、電荷電圧変換率ηは低下するという問題がある。
図1はこの発明の実施形態1による2次元増幅型固体撮像装置の構成を示す断面図であり、半導体基板上のフォトダイオードから転送トランジスタを介して電荷蓄積部にいたる経路に沿った断面構造を模式的に示している。
(実施形態2)
図3は、この発明の実施形態2による増幅型固体撮像装置の一例として2次元増幅型固体撮像装置の構成を示す断面図である。
(実施形態3)
図4は、この発明の実施形態3による増幅型固体撮像装置の一例としての2次元増幅型固体撮像装置の構成を示す断面図である。
(実施形態4)
図5は、この発明の実施形態4による増幅型固体撮像装置の一例としての2次元増幅型固体撮像装置の構成を示す断面図である。また、図6は、この実施形態4の固体撮像装置の製造方法を工程順(図6(a)〜図6(c))に説明する図である。
(実施形態5)
なお、上記実施形態1〜4では、特に説明しなかったが、上記実施形態1〜4の固体撮像装置の少なくともいずれかを撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態1〜4の固体撮像装置の少なくともいずれかを撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷(印字)して出力(プリントアウト)する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
100 Pウエル
101 フォトダイオード
101a N−型拡散領域
101b P+型拡散領域
102 転送トランジスタ
103a ゲート酸化膜
103b 素子分離部
104 ゲート電極
108 信号電荷蓄積部
111、112 層間絶縁膜
121a、121b 第1の配線材料層
122 第2の配線材料層
120 低誘電率膜
131 リセットトランジスタ
132 増幅用トランジスタ
133 選択トランジスタ
134 定電流負荷
135 垂直信号線
Claims (20)
- 半導体基板上に形成された第1導電型領域と、該第1導電型領域内に形成された第2導電型領域とを備えた半導体装置であって、
該第2導電型領域に接続された第1の配線層と、
該第2導電型領域には接続されていない第2の配線層と、
該第1の配線層と該第2の配線層とを絶縁する絶縁膜とを備え、
該絶縁膜は、その一部に他の部分より誘電率の低い低誘電率膜を含み、該低誘電率膜が該第1の配線層と該第2の配線層との間に位置するよう形成されている半導体装置。 - 前記第1導電型領域内に形成され、光電変換により信号電荷を生成する光電変換素子を備え、
前記第2導電型領域は、該光電変換素子で生成された信号電荷を蓄積する第2導電型電荷蓄積領域となっている請求項1に記載の半導体装置。 - 前記光電変換素子を構成する第2導電型光電変換領域と、
前記第1導電型領域の表面の、該第2導電型光電変換領域と前記第2導電型電荷蓄積領域との間の部分にゲート絶縁膜を介して配置されたゲート電極とを備え、
前記第2の配線層は、該ゲート電極と接続されている請求項2に記載の半導体装置。 - 前記第1の配線層は、単層配線構造を有し、
前記第2の配線層は、多層配線構造を有する請求項3に記載の半導体装置。 - 入射光の光電変換により信号電荷を生成する光電変換素子と、該光電変換素子で生成された信号電荷を蓄積する電荷蓄積部とを有する固体撮像装置であって、
該電荷蓄積部に接続された第1の配線層と、
該電荷蓄積部には接続されていない第2の配線層と、
該第1の配線層と該第2の配線層とを絶縁する絶縁膜とを備え、
該絶縁膜は、その一部に他の部分より誘電率の低い低誘電率膜を含み、該低誘電率膜が該第1の配線層と該第2の配線層との間に位置するよう形成されている固体撮像装置。 - 前記光電変換素子で生成された信号電荷を、該光電変換素子から前記電荷蓄積部に転送する転送トランジスタを備え、
前記第2の配線層は、該転送トランジスタのゲート電極に接続されている請求項5に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の配線層は、単層配線構造を有し、
前記第2の配線層は、多層配線構造を有する請求項6に記載の固体撮像装置。 - 前記低誘電率膜は、前記第1の配線層および前記第2の配線層を覆うよう形成されている請求項7に記載の固体撮像装置。
- 前記低誘電率膜は、アクリル系の樹脂で形成され、表面を平坦化する平坦化膜を兼ねている請求項8に記載の固体撮像装置。
- 前記絶縁膜は、前記光電変換素子上に形成された層間絶縁間と、該光電変換素子の配置領域以外の領域に前記第1の配線層を覆うよう形成された、該層間絶縁膜より誘電率の低い低誘電率膜とを有する請求項5に記載の固体撮像装置。
- 前記低誘電率膜は、半導体基板上に前記第1の配線層を覆うよう形成されており、
前記絶縁膜は、該低誘電率膜に加えて、該半導体基板の、該第1の配線層の配置領域およびその周辺領域以外の領域を覆うよう形成された、該低誘電率膜より誘電率の高い層間絶縁膜を有する請求項5に記載の固体撮像装置。 - 前記低誘電率膜は、前記第1の配線層の周囲にのみ形成されている請求項11に記載の固体撮像装置。
- 前記低誘電率膜および前記層間絶縁膜の表面に形成された平坦化膜を有する請求項12に記載の固体撮像装置。
- 入射光の光電変換により信号電荷を生成する光電変換素子と、該光電変換素子で生成された信号電荷を蓄積する電荷蓄積部とを有する固体撮像装置を製造する方法であって、
半導体基板の第1導電型領域に、該光電変換素子を構成する第2導電型光電変換領域、および該電荷蓄積部を構成する第2導電型電荷蓄積領域を形成する工程と、
該半導体基板上に、該第2導電型電荷蓄積領域に接続された第1の配線層、および該第2導電型電荷蓄積領域に接続されていない第2の配線層を形成するとともに、該第1の配線層と該第2の配線層とを絶縁する絶縁膜を形成する工程とを含み、
該絶縁膜は、その一部に他の部分より誘電率の低い低誘電率膜を含み、該低誘電率膜が該第1の配線層と該第2の配線層との間に位置するよう形成されている固体撮像装置の製造方法。 - 前記絶縁膜を形成する工程は、
半導体基板上に第1の層間絶縁膜を形成し、該第1の層間絶縁膜上に、前記第1および第2の配線層を構成する第1の配線材料層を形成する工程と、
該第1の配線材料層上に第2の層間絶縁膜を形成し、該第2の層間絶縁膜上に、該第2の配線層を構成する第2の配線材料層を形成する工程と、
該第1および第2の配線層をマスクとして該第1および第2の層間絶縁膜をエッチングする工程と、
全面に該層間絶縁膜より誘電率の低い低誘電率材料を塗布して前記低誘電率膜を形成する工程とを含む請求項14に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記絶縁膜を形成する工程は、
半導体基板上に第1の層間絶縁膜を形成し、該第1の層間絶縁膜上に前記第1および第2の配線層を構成する第1の配線材料層を形成する工程と、
該第1の配線材料層上に第2の層間絶縁膜を形成し、該第2の層間絶縁膜上に該第2の配線層を構成する第2の配線材料層を形成する工程と、
該第2の層間絶縁膜の表面の、前記第2導電型光電変換領域に対応する部分に耐エッチング層を形成する工程と、
該第1、第2の配線層および該耐エッチング層をマスクとして該第1および第2の層間絶縁膜をエッチングする工程と、
全面に該層間絶縁膜より誘電率の低い低誘電率材料を塗布して前記低誘電率膜を形成する工程とを含む請求項14に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記絶縁膜を形成する工程は、
半導体基板上に第1の層間絶縁膜を形成し、該第1の層間絶縁膜上に、前記第1および第2の配線層を構成する第1の配線材料層を形成する工程と、
該第1の配線材料層上に第2の層間絶縁膜を形成し、該第2の層間絶縁膜上に、該第2の配線層を構成する第2の配線材料層を形成する工程と、
該第2の層間絶縁膜上に、該第2の層間絶縁膜の表面の、該第1の配線層の配置領域およびその周辺部に対応する部分が露出する開口を有する耐エッチング層を形成する工程と、
該第1、第2の配線層および該耐エッチング層をマスクとして該第1および第2の層間絶縁膜をエッチングする工程と、
全面に該層間絶縁膜より誘電率の低い低誘電率材料を塗布して前記低誘電率膜を形成する工程とを含む請求項14に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記低誘電率膜をマスクを用いて、第1および第2の層間絶縁膜をエッチングした部分に埋め込む工程と、
カラーフィルタを形成する前に該低誘電率膜および該第2の層間絶縁膜上に、該カラーフィルタの下地層が平坦になるよう平坦化膜を形成する工程とを含む請求項17に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部は、請求項5ないし請求項13のいずれかに記載の固体撮像装置を含む電子情報機器。 - 撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部は、請求項14〜18のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を含む電子情報機器。
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
US10396116B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-08-27 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state image-capturing element and electronic device |
WO2023037614A1 (ja) * | 2021-09-07 | 2023-03-16 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置及び電子機器 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06302704A (ja) * | 1993-04-15 | 1994-10-28 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JPH08172132A (ja) * | 1994-09-15 | 1996-07-02 | Texas Instr Inc <Ti> | マルチレベル相互接続部の容量および性能を最適化する素子および方法 |
JP2000294761A (ja) * | 1999-04-07 | 2000-10-20 | Matsushita Electronics Industry Corp | 固体撮像装置 |
JP2001111019A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-04-20 | Sharp Corp | 二次元画像検出器 |
JP2001111018A (ja) * | 1999-10-14 | 2001-04-20 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JP2004165236A (ja) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Sony Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
JP2008172108A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Nikon Corp | 固体撮像素子 |
-
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06302704A (ja) * | 1993-04-15 | 1994-10-28 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JPH08172132A (ja) * | 1994-09-15 | 1996-07-02 | Texas Instr Inc <Ti> | マルチレベル相互接続部の容量および性能を最適化する素子および方法 |
JP2000294761A (ja) * | 1999-04-07 | 2000-10-20 | Matsushita Electronics Industry Corp | 固体撮像装置 |
JP2001111019A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-04-20 | Sharp Corp | 二次元画像検出器 |
JP2001111018A (ja) * | 1999-10-14 | 2001-04-20 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JP2004165236A (ja) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Sony Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
JP2008172108A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Nikon Corp | 固体撮像素子 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10396116B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-08-27 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state image-capturing element and electronic device |
US10797097B2 (en) | 2015-03-31 | 2020-10-06 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state image-capturing element and electronic device |
WO2023037614A1 (ja) * | 2021-09-07 | 2023-03-16 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置及び電子機器 |
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