JP2014090088A - Semiconductor device and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device and a manufacturing method of the same, which inhibits deterioration in accuracy of the size and a shape of a pattern, which is caused because a parting line lies during a plurality of times of exposure processes.SOLUTION: A semiconductor device comprises: a semiconductor substrate SUB; and a plurality of light-receiving elements TMI arranged on a principal surface of the semiconductor substrate SUB. A plurality of regions where the plurality of light-receiving element TMI are arranged in a matrix are arranged on the principal surface of the semiconductor substrate SUB on which the plurality of light-receiving element TMI are arranged. A pitch P2 in a second direction crossing a first direction between the adjacent light-receiving elements across a parting line SPL which serves as a border between regions extending along the first direction along which the plurality of light-receiving elements TMI are arranged is greater than a repetition pitch P1 between the adjacent light-receiving elements in the regions.

Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、撮像素子を有する半導体装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device having an image sensor and a manufacturing method thereof.

大判チップの固体撮像素子は、1回の露光工程にてそのパターンを形成することが困難であるため、一般に複数のマスクを用いて複数回の露光工程を経ることによりパターンが形成される。   Since it is difficult to form the pattern of a large-sized chip solid-state imaging device in a single exposure process, a pattern is generally formed by performing a plurality of exposure processes using a plurality of masks.

固体撮像素子を構成する複数の受光素子の微細化が進むにつれ、複数回の露光工程のそれぞれにおいて露光される領域の境界部としての分割線の位置設定が困難になっている。分割線が位置するのはマスクの外周部に相当する。このマスクの外周部と、マスクにより形成されるパターンのエッジとの距離が短くなると、形成されるパターンの寸法や形状などの精度が悪化する。形成されるパターンすなわち受光素子の寸法や形状などの精度が悪化すれば、当該受光素子による画質が劣化する。以上のような分割線とパターンのエッジとの距離が短くなることによる劣化を抑制するため、分割線がパターンのエッジから極力離れた場所に位置するよう取り組まれている。   As miniaturization of a plurality of light receiving elements constituting a solid-state image sensor progresses, it is difficult to set the position of a dividing line as a boundary portion of an area to be exposed in each of a plurality of exposure processes. The dividing line is located on the outer periphery of the mask. When the distance between the outer peripheral portion of the mask and the edge of the pattern formed by the mask is shortened, the accuracy such as the size and shape of the formed pattern is deteriorated. If the accuracy of the pattern to be formed, that is, the size and shape of the light receiving element deteriorates, the image quality of the light receiving element deteriorates. In order to suppress deterioration due to the shortening of the distance between the dividing line and the pattern edge as described above, the dividing line is positioned so as to be located as far as possible from the edge of the pattern.

分割線の近傍において形成されるパターンの寸法や形状などの精度が悪化する旨は、たとえば特開2005−183600号公報(特許文献1)および特開2005−223707号公報(特許文献2)に開示されている。   For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-183600 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-223707 (Patent Document 2) disclose that the accuracy of the size and shape of the pattern formed in the vicinity of the dividing line is deteriorated. Has been.

特開2005−183600号公報JP-A-2005-183600 特開2005−223707号公報JP 2005-223707 A

分割線がパターンのエッジから極力離れた場所に位置するようにするため、たとえば画素としての受光素子の中央部に分割線を位置するようによる複数回の露光方法が試みられている。しかしながら受光素子の微細化が急速に進めば、上記の方法を用いても根本的な解決につながらない場合がある。   In order to locate the dividing line as far as possible from the edge of the pattern, for example, a plurality of exposure methods have been attempted by positioning the dividing line in the center of the light receiving element as a pixel. However, if the miniaturization of the light receiving element proceeds rapidly, there are cases where the above method does not lead to a fundamental solution.

なお上記の各特許文献においては、複数回の露光工程において分割線が位置することにより、パターンの寸法や形状などの精度悪化の発生を前提とした対策がなされているが、精度悪化自体を抑制する技術については開示も示唆もされていない。   In each of the above-mentioned patent documents, countermeasures are taken on the premise that deterioration in accuracy such as the dimension and shape of the pattern occurs due to the location of the dividing line in a plurality of exposure processes, but the accuracy deterioration itself is suppressed. This technology is neither disclosed nor suggested.

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

一実施の形態によれば、半導体装置は、半導体基板と、複数の受光素子とを備える。受光素子は、半導体基板の主表面に配置されている。複数の受光素子が行列状に配置される領域は、複数の受光素子が並ぶ第1の方向に沿うように延在する分割線によって複数の領域に分割される。分割線を跨いで隣り合う受光素子の間のピッチは、分割線を跨がず、第1の方向に交差する第2の方向に隣り合う複数の受光素子の間の繰り返しピッチよりも大きい。   According to one embodiment, a semiconductor device includes a semiconductor substrate and a plurality of light receiving elements. The light receiving element is disposed on the main surface of the semiconductor substrate. A region where the plurality of light receiving elements are arranged in a matrix is divided into a plurality of regions by a dividing line extending along the first direction in which the plurality of light receiving elements are arranged. The pitch between the light receiving elements adjacent to each other across the dividing line is larger than the repetitive pitch between the plurality of light receiving elements adjacent to each other in the second direction that does not cross the dividing line and intersects the first direction.

他の実施の形態によれば、半導体装置の製造方法においては、まず半導体基板の主表面の第1の領域に行列状に配置される複数の受光素子が露光形成される。上記主表面の、第1の領域と隣り合うように配置される第2の領域に行列状に配置される複数の受光素子が露光形成される。上記第2の領域に受光素子が露光形成される工程においては、第1の領域と第2の領域との境界となり、複数の受光素子が並ぶ第1の方向に沿うように延在する分割線が位置する。複数の受光素子が行列状に配置される領域内において、分割線を跨いで隣り合う受光素子の間のピッチは、分割線を跨がず、第1の方向に交差する第2の方向に隣り合う複数の受光素子の間の繰り返しピッチよりも大きい。   According to another embodiment, in a method for manufacturing a semiconductor device, first, a plurality of light receiving elements arranged in a matrix in the first region of the main surface of the semiconductor substrate are formed by exposure. A plurality of light receiving elements arranged in a matrix form is exposed and formed in a second area arranged adjacent to the first area on the main surface. In the step of exposing and forming the light receiving element in the second region, a dividing line that is a boundary between the first region and the second region and extends along the first direction in which the plurality of light receiving elements are arranged. Is located. In a region where a plurality of light receiving elements are arranged in a matrix, the pitch between adjacent light receiving elements across the dividing line does not cross the dividing line and is adjacent to the second direction intersecting the first direction. It is larger than the repetitive pitch between a plurality of light receiving elements.

一実施の形態の半導体装置、および他の実施の形態の半導体装置の製造方法は、分割線SPLを跨ぐ領域における受光素子のパターンのエッジと分割線との距離が短くなることを抑制するため、受光素子のパターンの精度の悪化が抑制され、当該精度の悪化に起因する画質の劣化が抑制される。   In the semiconductor device according to one embodiment and the semiconductor device manufacturing method according to another embodiment, the distance between the edge of the pattern of the light receiving element and the dividing line in the region straddling the dividing line SPL is suppressed. The deterioration of the accuracy of the pattern of the light receiving element is suppressed, and the deterioration of the image quality due to the deterioration of the accuracy is suppressed.

本発明に係る半導体装置であってウェハの状態を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view showing a state of a wafer in a semiconductor device according to the present invention. 図1中の点線で囲まれた領域IIの概略拡大平面図である。FIG. 2 is a schematic enlarged plan view of a region II surrounded by a dotted line in FIG. 1. 実施の形態1の半導体装置としての固体撮像素子の構成を示す概略平面図である。1 is a schematic plan view illustrating a configuration of a solid-state imaging element as a semiconductor device according to a first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法である、複数回の露光工程のうちの第1工程を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a first step of a plurality of exposure steps, which is a method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法である、複数回の露光工程のうちの第2工程を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a second step of the multiple exposure steps, which is a method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法である、複数回の露光工程のうちの第3工程を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a third step of the plurality of exposure steps, which is a method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 実施の形態1の半導体装置の製造方法である、図6に続く第4工程を示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a fourth step following FIG. 6, which is the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment. 図9〜図22の各図が示す領域の構成を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the area | region which each figure of FIGS. 9-22 shows. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第1工程を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross sectional view showing a first step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第2工程を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross sectional view showing a second step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第3工程を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross sectional view showing a third step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第4工程を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross sectional view showing a fourth step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第5工程を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross sectional view showing a fifth step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第6工程を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross sectional view showing a sixth step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第7工程を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross sectional view showing a seventh step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第8工程を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross sectional view showing an eighth step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第9工程を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross sectional view showing a ninth step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第10工程を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross sectional view showing a tenth step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第11工程を示す概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross sectional view showing an eleventh step of the method for manufacturing a semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第12工程を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross sectional view showing a twelfth step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第13工程を示す概略断面図である。FIG. 24 is a schematic cross sectional view showing a thirteenth step of the method for manufacturing the semiconductor device in the first embodiment. 実施の形態1における半導体装置の製造方法の第14工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the 14th process of the manufacturing method of the semiconductor device in Embodiment 1. 図3のXXIIIA−XXIIIA線に沿う部分の概略断面図(A)と、図3のXXIIIB−XXIIIB線に沿う部分の概略断面図(B)と、である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view (A) of a portion along line XXIIIA-XXIIIA in FIG. 3 and a schematic cross-sectional view (B) of a portion along line XXIIIB-XXIIIB in FIG. 3. 第1の比較例の半導体装置としての固体撮像素子の構成を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the solid-state image sensor as a semiconductor device of a 1st comparative example. 図24のXXVA−XXVA線に沿う部分の概略断面図(A)と、図24のXXVB−XXVB線に沿う部分の概略断面図(B)と、である。It is the schematic sectional drawing (A) of the part which follows the XXVA-XXVA line | wire of FIG. 24, and the schematic sectional drawing (B) of the part which follows the XXVB-XXVB line | wire of FIG. 第2の比較例の半導体装置としての固体撮像素子の構成を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the structure of the solid-state image sensor as a semiconductor device of a 2nd comparative example. 図26のXXVIIA−XXVIIA線に沿う部分の概略断面図(A)と、図26のXXVIIB−XXVIIB線に沿う部分の概略断面図(B)と、である。It is the schematic sectional drawing (A) of the part which follows the XXVIIA-XXVIIA line of FIG. 26, and the schematic sectional drawing (B) of the part which follows the XXVIIB-XXVIIB line of FIG. 実施の形態2の半導体装置としての固体撮像素子の構成を示す概略平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view showing a configuration of a solid-state imaging element as a semiconductor device according to a second embodiment. 実施の形態2の半導体装置の製造方法を兼ね示す、図28のXXIXA−XXIXA線に沿う部分の概略断面図(A)と、図28のXXIXB−XXIXB線に沿う部分の概略断面図(B)と、である。Schematic sectional view (A) of the portion along the line XXIXA-XXIXA in FIG. 28 and schematic sectional view of the portion along the line XXIXB-XXIXB in FIG. And. 実施の形態3の半導体装置としての固体撮像素子の構成を示す概略平面図である。FIG. 6 is a schematic plan view showing a configuration of a solid-state imaging element as a semiconductor device according to a third embodiment. 実施の形態3の半導体装置の製造方法を兼ね示す、図30のXXXIA−XXXIA線に沿う部分の概略断面図(A)と、図30のXXXIB−XXXIB線に沿う部分の概略断面図(B)と、である。Schematic sectional view (A) of the portion along the XXXIA-XXXIA line of FIG. 30 and schematic sectional view of the portion along the XXXIB-XXXIB line of FIG. 30 which also serve as the method of manufacturing the semiconductor device of the third embodiment. And. 実施の形態4の第1例の半導体装置としての固体撮像素子の構成を示す概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing a configuration of a solid-state imaging element as a semiconductor device of a first example of the fourth embodiment. 実施の形態4の第1例の半導体装置の製造方法を兼ね示す、図32のXXXIIIA−XXXIIIA線に沿う部分の概略断面図(A)と、図32のXXXIIIB−XXXIIIB線に沿う部分の概略断面図(B)と、である。32 is a schematic cross-sectional view (A) of a portion along the line XXXIIIA-XXXIIIA in FIG. 32 and a schematic cross-section of a portion along the line XXXIIIB-XXXIIIB in FIG. 32, which also serves as a method of manufacturing the semiconductor device of the first example of the fourth embodiment. (B). 実施の形態4の第2例の半導体装置としての固体撮像素子の構成を示す概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing a configuration of a solid-state imaging element as a semiconductor device of a second example of the fourth embodiment. 実施の形態4の第2例の半導体装置の製造方法を兼ね示す、図34のXXXVA−XXXVA線に沿う部分の概略断面図(A)と、図34のXXXVB−XXXVB線に沿う部分の概略断面図(B)と、である。Schematic sectional view (A) of the portion along the XXXVA-XXXVA line in FIG. 34 and the schematic sectional view of the portion along the XXXVB-XXXVB line in FIG. 34, which also serve as a manufacturing method of the semiconductor device of the second example of the fourth embodiment. (B). 実施の形態4の第3例の半導体装置としての固体撮像素子の構成を示す概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing a configuration of a solid-state imaging element as a semiconductor device of a third example of the fourth embodiment. 実施の形態4の第3例の半導体装置の製造方法を兼ね示す、図36のXXXVIIA−XXXVIIA線に沿う部分の概略断面図(A)と、図36のXXXVIIB−XXXVIIB線に沿う部分の概略断面図(B)と、である。36 is a schematic cross-sectional view (A) of a portion along the line XXXVIIA-XXXVIIA in FIG. 36 and a schematic cross-section of a portion along the line XXXVIIB-XXXVIIB in FIG. 36, which also serves as a method of manufacturing the semiconductor device of the third example of the fourth embodiment. (B). 実施の形態5の第1例の半導体装置としての固体撮像素子の構成を示す概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing a configuration of a solid-state imaging element as a semiconductor device of a first example of Embodiment 5. 実施の形態5の第2例の半導体装置としての固体撮像素子の構成を示す概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing a configuration of a solid-state imaging element as a semiconductor device of a second example of the fifth embodiment. 実施の形態6の半導体装置としての固体撮像素子の構成を示す概略平面図である。FIG. 10 is a schematic plan view showing a configuration of a solid-state imaging element as a semiconductor device according to a sixth embodiment. 実施の形態2の半導体装置の製造方法を兼ね示す、図40のXLIA−XLIA線に沿う部分の概略断面図(A)と、図40のXLIB−XLIB線に沿う部分の概略断面図(B)と、である。40 is a schematic cross-sectional view (A) of the portion along the XLIA-XLIA line of FIG. 40 and a schematic cross-sectional view of the portion along the XLIB-XLIB line of FIG. 40, which also serves as a method of manufacturing the semiconductor device of the second embodiment. And. 一実施の形態の要点を抽出した概略平面図である。It is the schematic plan view which extracted the principal point of one Embodiment. 一実施の形態の要点を抽出した概略平面図である。It is the schematic plan view which extracted the principal point of one Embodiment.

以下、一実施の形態について図に基づいて説明する。
(実施の形態1)
まず、一実施の形態としてウェハ状態の半導体装置について説明する。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
First, a semiconductor device in a wafer state will be described as an embodiment.

図1を参照して、半導体ウェハSWには、複数の固体撮像素子用のチップ領域IMCが形成されている。複数のチップ領域IMCの各々は矩形の平面形状を有し、行列状に配置されている。   With reference to FIG. 1, a plurality of chip regions IMC for solid-state imaging elements are formed on a semiconductor wafer SW. Each of the plurality of chip regions IMC has a rectangular planar shape and is arranged in a matrix.

図1および図2を参照して、複数のチップ領域IMCの各々には、複数の受光素子から構成されている固体撮像素子が形成される。ただし各々のチップ領域IMCの外周近傍においては、たとえばフォトダイオードなどの受光素子を制御するための周辺回路が形成されている。周辺回路は、たとえばチップ領域IMCのうち受光素子が複数形成される領域の外周領域に、いわゆるCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ回路として形成されている。   With reference to FIG. 1 and FIG. 2, a solid-state imaging device composed of a plurality of light receiving elements is formed in each of the plurality of chip regions IMC. However, in the vicinity of the outer periphery of each chip region IMC, a peripheral circuit for controlling a light receiving element such as a photodiode is formed. The peripheral circuit is formed as a so-called CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) transistor circuit in an outer peripheral region of a region where a plurality of light receiving elements are formed in the chip region IMC, for example.

半導体ウェハSWにおいては、複数のチップ領域IMCの間に、ダイシングライン領域DLRが形成されている。半導体ウェハSWがダイシングライン領域DLRでダイシングされることにより、半導体ウェハSWは複数個の半導体チップに分割される。   In the semiconductor wafer SW, a dicing line region DLR is formed between the plurality of chip regions IMC. When the semiconductor wafer SW is diced in the dicing line region DLR, the semiconductor wafer SW is divided into a plurality of semiconductor chips.

固体撮像素子などの半導体装置が形成される際に用いられるマークMK(位置合わせ用マークもしくは位置合わせずれ検査用マーク)が、通常はダイシングライン領域DLR上に形成される。しかしマークMKはチップ領域IMC上に形成される場合もある。マークMKがチップ領域IMC上に形成される場合は、チップ領域IMCの端部の近傍にマークMKが形成されることが好ましい。   A mark MK (alignment mark or misalignment inspection mark) used when a semiconductor device such as a solid-state image sensor is formed is usually formed on the dicing line region DLR. However, the mark MK may be formed on the chip area IMC. When the mark MK is formed on the chip region IMC, the mark MK is preferably formed in the vicinity of the end of the chip region IMC.

図3を参照して、複数のチップ領域IMCすなわちダイシングされた半導体チップの各々は、たとえばシリコンからなる半導体基板として構成される。ただしシリコンの代わりにたとえばゲルマニウムを用いるなど、固体撮像素子の使用時に入射する光の波長に応じて異なる半導体材料からなる半導体基板が用いられてもよい。チップ領域IMCの主表面には、複数の受光素子TMIが配置されている。   Referring to FIG. 3, each of a plurality of chip regions IMC, that is, diced semiconductor chips, is configured as a semiconductor substrate made of, for example, silicon. However, for example, germanium may be used instead of silicon, and a semiconductor substrate made of a different semiconductor material may be used depending on the wavelength of incident light when the solid-state imaging device is used. A plurality of light receiving elements TMI are arranged on the main surface of the chip area IMC.

チップ領域IMCには、複数の受光素子TMIが図の上下方向(第1の方向)およびこれに交差(たとえばほぼ直交)する図の左右方向(第2の方向)の双方に関して複数並んでいる。すなわちチップ領域IMCには複数の受光素子TMIが行列状に配置されている。   In the chip region IMC, a plurality of light receiving elements TMI are arranged in both the vertical direction (first direction) in the drawing and the horizontal direction (second direction) in the drawing that intersects (for example, substantially orthogonal) to the chip region IMC. That is, a plurality of light receiving elements TMI are arranged in a matrix in the chip area IMC.

チップ領域IMCの主表面には、受光素子TMIのそれぞれの近傍に、他のトランジスタとして、リセットトランジスタRMI、選択トランジスタSMIおよび増幅トランジスタAMIが配置されている。チップ領域IMCの主表面には、それらの他にも多数の周辺回路PMIが配置されている。上記のように受光素子TMIが行列状に配置されるため、これらのトランジスタRMI,SMI,AMIも行列状に配置されていることが好ましい。   On the main surface of the chip region IMC, a reset transistor RMI, a selection transistor SMI, and an amplification transistor AMI are arranged as other transistors in the vicinity of each of the light receiving elements TMI. In addition to these, a large number of peripheral circuits PMI are arranged on the main surface of the chip area IMC. Since the light receiving elements TMI are arranged in a matrix as described above, it is preferable that these transistors RMI, SMI, and AMI are also arranged in a matrix.

受光素子TMIは、光電変換領域としてのフォトダイオードPDの一部を含んでいる。ここでフォトダイオードPDの一部とは、後述するようにp型領域と、p型領域に接するn型領域とのpn接合により構成される領域を意味する。フォトダイオードPDは、pn接合により、受けた光を電気信号すなわち電子などの電荷に変換するために用いられる。言い換えれば、受光素子TMIは、フォトダイオードPDに接続されることにより、フォトダイオードPDにより変換された電荷を電圧に変換したうえで他のトランジスタ(増幅トランジスタAMIなど)に転送するための転送トランジスタとして機能する。   The light receiving element TMI includes a part of the photodiode PD as a photoelectric conversion region. Here, a part of the photodiode PD means a region constituted by a pn junction of a p-type region and an n-type region in contact with the p-type region, as will be described later. The photodiode PD is used to convert received light into an electric signal, that is, an electric charge such as an electron, by a pn junction. In other words, the light receiving element TMI is connected to the photodiode PD, thereby converting the charge converted by the photodiode PD into a voltage and then transferring it to another transistor (such as the amplification transistor AMI). Function.

具体的には受光素子TMIは、フォトダイオードPDと、転送トランジスタ用ゲート電極TGEと、容量領域FDとを有している。フォトダイオードPDの一部は光を受けることにより電荷を供給する領域であるため、いわゆるMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタのソース領域に相当する。転送トランジスタ用ゲート電極TGEは一般のMOSトランジスタのゲート電極に相当し、一般のMOSトランジスタのゲート電極と同様の機能を有する。容量領域FDはフォトダイオードPDが供給する電荷を電気信号(電圧)に変換して他のトランジスタに転送するため、一般のMOSトランジスタのドレイン領域に相当する。このため受光素子TMIは全体で、MOSトランジスタと同様の構成を有する転送トランジスタと考えることができる。   Specifically, the light receiving element TMI includes a photodiode PD, a transfer transistor gate electrode TGE, and a capacitance region FD. Since a part of the photodiode PD is a region that supplies light by receiving light, it corresponds to a source region of a so-called MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor. The transfer transistor gate electrode TGE corresponds to the gate electrode of a general MOS transistor, and has the same function as the gate electrode of a general MOS transistor. The capacitor region FD corresponds to a drain region of a general MOS transistor because the charge supplied from the photodiode PD is converted into an electric signal (voltage) and transferred to another transistor. For this reason, the light receiving element TMI as a whole can be considered as a transfer transistor having the same configuration as the MOS transistor.

リセットトランジスタRMI、選択トランジスタSMIおよび増幅トランジスタAMIは、いずれも一般のMOSトランジスタと同様の構成を有しており、図3においてはこれらの各トランジスタのソース領域、ドレイン領域およびチャネル領域に相当する活性領域ACRは一直線に並ぶように配置されている。また図3においてはリセットトランジスタRMIのゲート電極であるリセットトランジスタ用ゲート電極RGE、選択トランジスタSMIのゲート電極である選択トランジスタ用ゲート電極SGEおよび増幅トランジスタAMIのゲート電極である増幅トランジスタ用ゲート電極AGEが一直線に並ぶように配置されている。   The reset transistor RMI, the selection transistor SMI, and the amplification transistor AMI all have the same configuration as a general MOS transistor, and in FIG. 3, the activity corresponding to the source region, drain region, and channel region of each of these transistors. The areas ACR are arranged in a straight line. In FIG. 3, there are a reset transistor gate electrode RGE which is a gate electrode of the reset transistor RMI, a selection transistor gate electrode SGE which is a gate electrode of the selection transistor SMI, and an amplification transistor gate electrode AGE which is a gate electrode of the amplification transistor AMI. They are arranged in a straight line.

リセットトランジスタRMIは、容量領域FDに供給された電荷をリセットする機能を有し、選択トランジスタSMIは、複数の受光素子TMIが配列された行および列のうち、任意の1行または1列を選択するためのトランジスタである。増幅トランジスタAMIは、選択トランジスタSMIまたは周辺回路PMIとしての昇圧回路により増幅トランジスタAMIのドレイン領域に印加された電圧を、増幅トランジスタAMIのソース領域から、増幅された信号として読みだすために用いられる。なお周辺回路PMIも他と同様にたとえば一般のMOSトランジスタとして用いられ得る。   The reset transistor RMI has a function of resetting the electric charge supplied to the capacitor region FD, and the selection transistor SMI selects any one row or one column among the rows and columns in which the plurality of light receiving elements TMI are arranged. It is a transistor for doing. The amplification transistor AMI is used to read a voltage applied to the drain region of the amplification transistor AMI by the selection circuit SMI or the booster circuit as the peripheral circuit PMI as an amplified signal from the source region of the amplification transistor AMI. The peripheral circuit PMI can be used as a general MOS transistor, for example, as in the other cases.

特に大判の固体撮像素子としてのチップ領域IMCを形成する際には、パターンの異なる複数のマスクを用いて複数回の露光工程が行なわれる。すなわち当該チップ領域IMCには、互いに異時に露光されることにより形成された複数、たとえばここでは領域A、領域B、領域Cの3つの領域が形成されている。次に図4〜図7を参照して、複数回の露光工程の手順および態様について、より詳細に説明する。   In particular, when forming a chip region IMC as a large-sized solid-state imaging device, a plurality of exposure steps are performed using a plurality of masks having different patterns. That is, in the chip region IMC, a plurality of, for example, three regions A, B, and C formed by exposure at different times are formed. Next, with reference to FIGS. 4-7, the procedure and aspect of a multiple times of exposure process are demonstrated in detail.

図4を参照して、具体的には、たとえばチップ領域IMCを構成するシリコンの単結晶などからなる半導体基板SUBの主表面に、パターンを形成するための薄膜FLMが形成される。ここではパターンを形成するための多結晶シリコンやシリコン酸化膜などを総括して薄膜FLMと表現している。次に薄膜FLMの上に感光材としてのフォトレジストPHRが塗布される。   Referring to FIG. 4, specifically, thin film FLM for forming a pattern is formed on the main surface of semiconductor substrate SUB made of, for example, a silicon single crystal constituting chip region IMC. Here, polycrystalline silicon or silicon oxide film for forming a pattern is collectively expressed as a thin film FLM. Next, a photoresist PHR as a photosensitive material is applied on the thin film FLM.

次に、マスクパターンMPが形成されたマスクMKを用いて、半導体基板SUBの主表面のうちの領域A(第1の領域)のみに通常の露光工程がなされる。この処理により、たとえば領域AのフォトレジストPHRが、感光部PHRと非感光部PHRとを有する状態になる。なおこのとき領域B(第2の領域)および領域Cには露光がなされないため、これらの領域のフォトレジストPHRは未処理部PHRとして初期の状態を維持している。 Next, using the mask MK A mask pattern MP A is formed, the area A (first area) only to the normal exposure step of the main surface of the semiconductor substrate SUB is made. By this processing, for example, the photoresist PHR in the region A becomes a state having the photosensitive portion PHR A and the non-photosensitive portion PHR B. Note for exposure in this time region B (second region) and the region C is not done, photoresist PHR of these regions maintains the initial state as the untreated section PHR C.

図5を参照して、次に、マスクパターンMPが形成されたマスクMKを用いて、半導体基板SUBの主表面のうちの領域B(第1の領域)のみに通常の露光工程がなされる。この処理により、たとえば領域BのフォトレジストPHRが、感光部PHRと非感光部PHRとを有する状態になり、領域C(第2の領域)のフォトレジストPHRは依然未処理部PHRとして維持されている。 Referring to FIG. 5, next, a normal exposure process is performed only on region B (first region) of the main surface of semiconductor substrate SUB, using mask MK B on which mask pattern MP B is formed. The By this processing, for example, the photoresist PHR in the region B has a photosensitive portion PHR A and a non-photosensitive portion PHR B, and the photoresist PHR in the region C (second region) is still an unprocessed portion PHR C. Maintained.

図6を参照して、次に、マスクパターンMPが形成されたマスクMKを用いて、半導体基板SUBの主表面のうちの領域Cのみに通常の露光工程がなされることにより、領域CのフォトレジストPHRが、感光部PHRと非感光部PHRとを有する状態になる。 Referring to FIG. 6, next, a normal exposure process is performed only on region C of the main surface of semiconductor substrate SUB using mask MK C on which mask pattern MP C is formed, so that region C is obtained. The photoresist PHR has a photosensitive portion PHR A and a non-photosensitive portion PHR B.

図7を参照して、領域A、領域B、領域Cのすべてのフォトレジストが、通常の現像工程により図示されないレジストパターンとして形成され、このレジストパターンを用いた通常のエッチングにより、薄膜FLMのパターンがパターンFLPとして形成される。   Referring to FIG. 7, all the photoresists in region A, region B, and region C are formed as a resist pattern (not shown) by a normal development process, and the pattern of thin film FLM is formed by normal etching using this resist pattern. Are formed as a pattern FLP.

なお、図3においては領域A、領域B、領域Cのそれぞれを形成するためのマスクが異なることが容易に理解できるように、領域A、領域B、領域Cの周辺回路PMIをすべて異なる態様として図示している。このことは、図4〜図7においても同様である。   In FIG. 3, the peripheral circuits PMI for the regions A, B, and C are all different from each other so that the masks for forming the regions A, B, and C can be easily understood. It is shown. The same applies to FIGS. 4 to 7.

一実施の形態においては、複数の受光素子TMIが行列状に配置される領域内において、領域Aと領域Bと、および領域Bと領域Cとの境界部を含む領域における、図の左右方向に関する受光素子TMIのピッチP2は、上記境界部を含む領域以外の領域における、図の左右方向に関する受光素子TMIの繰り返しピッチP1よりも大きい。   In one embodiment, in the region where the plurality of light receiving elements TMI are arranged in a matrix, the region A and the region B, and the region including the boundary between the region B and the region C are related to the horizontal direction in the figure. The pitch P2 of the light receiving elements TMI is larger than the repetitive pitch P1 of the light receiving elements TMI in the left and right directions in the region other than the region including the boundary portion.

ここで図の左右方向の繰り返しピッチP1とは、たとえば領域Aの複数の受光素子TMIのうち1つの受光素子TMIを構成する任意の1つの点Aと、1つの受光素子TMIと図の左右方向に関して隣り合う他の受光素子TMIにおける、上記点Aと同一の場所に対応する他の点Bとの、図の左右方向に関する距離を意味する。したがって図中の点Bと点Cとの図の左右方向に関する距離も当該繰り返しピッチP1に該当する。   Here, the repetition pitch P1 in the left-right direction in the figure is, for example, any one point A that constitutes one light-receiving element TMI among a plurality of light-receiving elements TMI in the region A, one light-receiving element TMI, and the left-right direction in the figure In other light receiving elements TMI adjacent to each other, the distance in the left-right direction in the drawing with respect to another point B corresponding to the same location as the point A is meant. Therefore, the distance between the point B and the point C in the figure in the left-right direction also corresponds to the repetition pitch P1.

領域Aと領域Bとは互いに隣り合うように配置しており、領域Bと領域Cとは互いに隣り合うように配置している。ここで領域Aと領域Bとの境界部、および領域Bと領域Cとの境界部には、図の上下方向に沿うように延在する分割線SPLが存在すると考える。このとき、複数の受光素子TMIが行列状に配置される領域内において、分割線SPLを横切る、図の左右方向に関して互いに隣り合う1対の受光素子TMIの、図の左右方向に関するピッチP2は、分割線SPLを横切らない、図の左右方向に関して互いに隣り合う1対の受光素子TMIの、図の左右方向に関する繰り返しピッチP1よりも大きい。   The region A and the region B are disposed adjacent to each other, and the region B and the region C are disposed adjacent to each other. Here, it is considered that there is a dividing line SPL extending along the vertical direction in the figure at the boundary between the region A and the region B and at the boundary between the region B and the region C. At this time, within a region where the plurality of light receiving elements TMI are arranged in a matrix, a pitch P2 of the pair of light receiving elements TMI adjacent to each other with respect to the horizontal direction in the figure crossing the dividing line SPL is The pair of light receiving elements TMI adjacent to each other in the horizontal direction in the figure that does not cross the dividing line SPL is larger than the repetition pitch P1 in the horizontal direction in the figure.

言いかえれば、図3の点Bと点Cとの距離は、図3の点Aと点Bとの距離よりも大きい。以後ここでは、繰り返しピッチを考える際に、分割線SPLを含む(横切る)ピッチで定義される領域を分割線SPLを跨ぐピッチ(たとえば図3のP2)といい、分割線SPLを含まない(横切らない)領域でのピッチで定義される領域を繰り返しピッチ(たとえば図3のP1)、言い換えれば分割線SPLを跨がないピッチP1ということにする。   In other words, the distance between point B and point C in FIG. 3 is larger than the distance between point A and point B in FIG. Hereinafter, when considering the repetitive pitch, an area defined by a pitch including (crossing) the dividing line SPL is referred to as a pitch (for example, P2 in FIG. 3) straddling the dividing line SPL, and does not include the dividing line SPL (crossing or the like). A region defined by the pitch in the region) is a repetitive pitch (for example, P1 in FIG. 3), in other words, a pitch P1 that does not straddle the dividing line SPL.

次に図の左右方向に関して隣り合う1対の受光素子TMIの間隔について考える。ここで間隔とは、1つの受光素子とそれに隣り合う他の受光素子とのそれぞれの外周部であるエッジEDG(図7参照)に挟まれた素子分離領域SPT(図7参照)の(図の左右方向に関する)幅の最小値を意味する。このエッジEDGに挟まれた素子分離領域SPTには、受光素子TMIや活性領域ACRなどのパターンが形成されない。   Next, consider the interval between a pair of light receiving elements TMI adjacent to each other in the horizontal direction in the figure. Here, the interval refers to the element isolation region SPT (see FIG. 7) sandwiched between the edges EDG (see FIG. 7) that are the outer peripheral portions of one light receiving element and another light receiving element adjacent thereto. It means the minimum width (in the horizontal direction). In the element isolation region SPT sandwiched between the edges EDG, patterns such as the light receiving element TMI and the active region ACR are not formed.

このとき、複数の受光素子TMIが行列状に配置される領域内において、分割線SPLを横切る、図の左右方向に関して互いに隣り合う1対の受光素子TMIの、図の左右方向に関する間隔d2は、分割線SPLを横切らない、図の左右方向に関して互いに隣り合う1対の受光素子TMIの、図の左右方向に関する間隔d1よりも大きい。以後ここでは、上記の間隔を考える際に、分割線SPLを含む(横切る)間隔で定義される領域における間隔を分割線を跨ぐ間隔(たとえば図3のd2)といい、たとえば領域Aにおける分割線SPLを含まない(横切らない)間隔(たとえば図3のd1)、言い換えれば分割線SPLを跨がない間隔d1と区別することにする。   At this time, in the region where the plurality of light receiving elements TMI are arranged in a matrix, a distance d2 between the pair of light receiving elements TMI adjacent to each other with respect to the horizontal direction in the figure crossing the dividing line SPL is The distance between the pair of light receiving elements TMI adjacent to each other in the horizontal direction in the figure that does not cross the dividing line SPL is larger than the interval d1 in the horizontal direction in the figure. Hereafter, when considering the above-mentioned distance, the distance in the area defined by the distance including (crossing) the dividing line SPL is referred to as the distance (for example, d2 in FIG. 3) across the dividing line. For example, the dividing line in the area A An interval that does not include SPL (does not cross) (for example, d1 in FIG. 3), in other words, is distinguished from an interval d1 that does not straddle the dividing line SPL.

再度図3を参照して、分割線を跨ぐ領域における図の左右方向に関する間隔d2は、領域Aにおける図の左右方向に関する間隔d1の2倍以上であることがより好ましい。たとえば間隔d1が1μmである場合には、間隔d2は2μm以上であることがより好ましい。なお実際には、上記の分割線SPLは、異時に形成された2つの露光領域の境界線に相当し、分割線SPLはいわゆる分割線SPLとしてチップ領域IMCの主表面に形成されるため、実製品のチップ領域IMCから分割線を検証することは可能である。この分割線上においては表面の段差が形成され、この段差は図の左右方向に関して分割線を横切った際にも確認できる。   Referring to FIG. 3 again, the distance d2 in the horizontal direction of the figure in the region straddling the dividing line is more preferably twice or more the distance d1 in the horizontal direction of the figure in region A. For example, when the distance d1 is 1 μm, the distance d2 is more preferably 2 μm or more. Actually, the dividing line SPL corresponds to a boundary line between two exposure areas formed at different times, and the dividing line SPL is formed as a so-called dividing line SPL on the main surface of the chip area IMC. It is possible to verify the dividing line from the chip area IMC of the product. A step on the surface is formed on the dividing line, and this step can also be confirmed when crossing the dividing line in the horizontal direction of the figure.

次に、図9〜図23を参照しながら、一実施の形態の半導体装置の製造方法について説明する。なお図8を参照して、図9(A)〜図22(A)のそれぞれは、図8中のA−A線に沿う部分、すなわち受光素子TMIが形成される各工程ごとの態様を示しており、図9(B)〜図22(B)のそれぞれは、図8中のB−B線に沿う部分、すなわちリセットトランジスタRMI、選択トランジスタSMIおよび増幅トランジスタAMIが形成される各工程ごとの態様を示している。   Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. Referring to FIG. 8, each of FIGS. 9A to 22A shows a portion along the line AA in FIG. 8, that is, an aspect of each process in which the light receiving element TMI is formed. Each of FIGS. 9B to 22B shows a portion along the line BB in FIG. 8, that is, each step in which the reset transistor RMI, the selection transistor SMI, and the amplification transistor AMI are formed. An embodiment is shown.

図9(A)、(B)を参照して、まず主表面を有する半導体基板SUBが準備される。半導体基板SUBはたとえばn型不純物を有するシリコンの単結晶からなる半導体ウェハSW(図1参照)であることが好ましい。次に、応力の発生を緩和し、半導体基板SUBの主表面を保護するため、たとえば熱酸化法によりシリコン酸化膜OXがパッド酸化膜として形成される。またたとえばCVD(Chemical Vapor Deposition)法によりシリコン窒化膜NFがシリコン酸化膜OX上に積層形成される。   Referring to FIGS. 9A and 9B, first, a semiconductor substrate SUB having a main surface is prepared. The semiconductor substrate SUB is preferably a semiconductor wafer SW (see FIG. 1) made of, for example, a single crystal of silicon having n-type impurities. Next, in order to reduce the generation of stress and protect the main surface of the semiconductor substrate SUB, a silicon oxide film OX is formed as a pad oxide film by, for example, a thermal oxidation method. Further, for example, a silicon nitride film NF is laminated on the silicon oxide film OX by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.

次にシリコン窒化膜NF上に、感光性有機分子からなるフォトレジストPHRが塗布され、通常の写真製版技術およびエッチングにより、素子分離領域SPTを形成したい領域のシリコン窒化膜NFが除去される。なお除去されたシリコン窒化膜NFの真下のシリコン酸化膜OXが少し薄くなる程度にエッチングされてもよい。   Next, a photoresist PHR made of photosensitive organic molecules is applied on the silicon nitride film NF, and the silicon nitride film NF in a region where the element isolation region SPT is to be formed is removed by a normal photolithography technique and etching. Etching may be performed so that the silicon oxide film OX immediately below the removed silicon nitride film NF becomes slightly thin.

図10(A)、(B)を参照して、フォトレジストPHRが酸化され二酸化炭素CO2に分解除去された後、シリコン窒化膜NFが除去された領域のシリコン酸化膜OXが酸化される。この酸化によりシリコン酸化膜OXが成長して厚みが増し、素子分離領域SPTとなる。素子分離領域SPTは、受光素子TMIや他のトランジスタなどが形成される領域間を電気的に分離するものである。 Referring to FIGS. 10A and 10B, after the photoresist PHR is oxidized and decomposed and removed to carbon dioxide CO 2 , the silicon oxide film OX in the region where the silicon nitride film NF is removed is oxidized. As a result of this oxidation, the silicon oxide film OX grows to increase its thickness, thereby forming an element isolation region SPT. The element isolation region SPT is to electrically isolate regions where the light receiving element TMI and other transistors are formed.

なおこの酸化に用いられる酸素雰囲気はシリコン窒化膜NFを通過しないので、シリコン窒化膜NFの直下のシリコン酸化膜OXは酸化されない。その後、シリコン窒化膜NFおよびその直下のシリコン酸化膜OXがエッチングにより除去される。   Since the oxygen atmosphere used for this oxidation does not pass through the silicon nitride film NF, the silicon oxide film OX immediately below the silicon nitride film NF is not oxidized. Thereafter, the silicon nitride film NF and the silicon oxide film OX immediately below the silicon nitride film NF are removed by etching.

図11(A)、(B)を参照して、まず通常の写真製版技術により、おおむね素子分離領域SPTの表面を覆うようにフォトレジストPHRのパターンが形成される。次にこのフォトレジストPHRのパターンを用いて、通常のイオン注入技術および熱処理により半導体基板SUBの内部にたとえばボロンなどのp型ウェル領域PWLが形成される。   With reference to FIGS. 11A and 11B, first, a pattern of a photoresist PHR is formed so as to cover the surface of the element isolation region SPT by a general photolithography technique. Next, using this photoresist PHR pattern, a p-type well region PWL such as boron is formed in the semiconductor substrate SUB by a normal ion implantation technique and heat treatment.

次にp型ウェル領域PWLの表面のほぼ全面に、通常のイオン注入技術により、追加でp型ウェル領域PWLとは逆の導電型すなわちn型の不純物が、p型ウェル領域PWLよりも薄い不純物濃度となるように注入される。このn型不純物が注入された領域は、図中に「X」で示される、p型ウェル領域PWLの表面近傍の比較的浅い領域である。この処理はいわゆるチャネルドープであり、形成後のトランジスタの閾値を調整するための処理である。   Next, an impurity having a conductivity type opposite to that of the p-type well region PWL, that is, an n-type impurity is thinner than that of the p-type well region PWL by a normal ion implantation technique on almost the entire surface of the p-type well region PWL. Injected to a concentration. The region into which the n-type impurity is implanted is a relatively shallow region indicated by “X” in the drawing and near the surface of the p-type well region PWL. This process is so-called channel doping, and is a process for adjusting the threshold value of the formed transistor.

図12(A)、(B)を参照して、半導体基板SUBの主表面に、通常の熱酸化法によりたとえばシリコン酸化膜が形成され、シリコン酸化膜を覆うように、通常のCVD法によりたとえば多結晶シリコン膜が形成される。次にフォトレジストPHRを用いた通常の写真製版技術およびエッチングにより、所望の領域に残存するようにこれらのシリコン酸化膜および多結晶シリコン膜がパターニングされる。その結果これらは、受光素子が形成される領域においてはそれぞれゲート絶縁膜GIおよび転送トランジスタ用ゲート電極TGEとなる。またリセットトランジスタが形成される領域においてはそれぞれゲート絶縁膜GIおよびリセットトランジスタ用ゲート電極RGEとなり、選択トランジスタが形成される領域においてはそれぞれゲート絶縁膜GIおよび選択トランジスタ用ゲート電極SGEとなり、増幅トランジスタが形成される領域においてはそれぞれゲート絶縁膜GIおよび増幅トランジスタ用ゲート電極AGEとなる。   Referring to FIGS. 12A and 12B, a silicon oxide film, for example, is formed on the main surface of the semiconductor substrate SUB by a normal thermal oxidation method, and is covered by a normal CVD method so as to cover the silicon oxide film. A polycrystalline silicon film is formed. Next, these silicon oxide film and polycrystalline silicon film are patterned so as to remain in a desired region by a normal photolithography technique using a photoresist PHR and etching. As a result, these become the gate insulating film GI and the transfer transistor gate electrode TGE, respectively, in the region where the light receiving element is formed. In the region where the reset transistor is formed, the gate insulating film GI and the gate electrode RGE for the reset transistor are respectively formed. In the region where the selection transistor is formed, the gate insulating film GI and the gate electrode SGE for the selective transistor are formed. In the region to be formed, the gate insulating film GI and the amplification transistor gate electrode AGE are formed.

なおこれらのゲート電極TGEなどは、多結晶シリコン膜に導電性不純物が含まれたものとして形成されることが好ましい。   Note that these gate electrodes TGE and the like are preferably formed as a polycrystalline silicon film containing conductive impurities.

図13(A)、(B)を参照して、特に図13(A)の受光素子が形成される領域のうちフォトダイオードPDが形成される領域に対して、p型ウェル領域PWLの内部に、通常の写真製版技術およびイオン注入技術を用いて、たとえば砒素やリンなどのn型不純物領域NWLが形成される。n型不純物領域NWLの不純物濃度はp型ウェル領域PWLよりも低いn-領域であることが好ましい。これにより、上記のように、p型ウェル領域PWL(p型領域)とn型不純物領域NWL(n型領域)とのpn接合による光電変換領域としてのフォトダイオードPDが形成される。 Referring to FIGS. 13A and 13B, particularly in the region where the photodiode PD is formed in the region where the light receiving element of FIG. Then, an n-type impurity region NWL such as arsenic or phosphorus is formed by using a normal photolithography technique and ion implantation technique. The impurity concentration of n-type impurity region NWL is preferably an n region lower than that of p-type well region PWL. Thus, as described above, the photodiode PD is formed as a photoelectric conversion region by a pn junction between the p-type well region PWL (p-type region) and the n-type impurity region NWL (n-type region).

図14(A)、(B)を参照して、p型ウェル領域PWL内の半導体基板SUBの表面に、通常の写真製版技術およびイオン注入技術を用いて、いわゆるLDD(Light Doped Drain)と呼ばれる低濃度n型領域NR1が形成される。   Referring to FIGS. 14A and 14B, the surface of the semiconductor substrate SUB in the p-type well region PWL is called a so-called LDD (Light Doped Drain) using a normal photolithography technique and ion implantation technique. A low concentration n-type region NR1 is formed.

図15(A)、(B)を参照して、まず半導体基板SUBの主表面全面に、たとえばシリコン酸化膜とシリコン窒化膜とがこの順に積層して堆積される。その後、通常のエッチバックにより、ゲート電極TGEなどの側壁にシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜が残存し、他の領域のシリコン酸化膜およびシリコン酸化膜が除去される。その結果、ゲート電極TGEなどの側壁には、シリコン酸化膜の側壁絶縁膜SWI1とシリコン窒化膜の側壁絶縁膜SWI2とからなる側壁絶縁膜SWIが形成される。   Referring to FIGS. 15A and 15B, first, for example, a silicon oxide film and a silicon nitride film are laminated and deposited in this order on the entire main surface of semiconductor substrate SUB. Thereafter, the silicon oxide film and the silicon nitride film remain on the side walls of the gate electrode TGE and the like by normal etch back, and the silicon oxide film and the silicon oxide film in other regions are removed. As a result, a sidewall insulating film SWI including a sidewall insulating film SWI1 of a silicon oxide film and a sidewall insulating film SWI2 of a silicon nitride film is formed on the sidewall of the gate electrode TGE and the like.

図16(A)、(B)を参照して、受光素子の容量領域が形成される領域、およびリセットトランジスタRMIなどのソース領域およびドレイン領域(図3の活性領域ACR)が形成される領域に対して、通常の写真製版技術およびイオン注入技術によりn型領域NR2が形成される。なお上記の写真製版技術により形成されるフォトレジストのパターンに加え、側壁絶縁膜SWIを加工用マスクとして用いることによりn型領域NR2が形成される。またn型領域NR2は低濃度n型領域NR1よりも不純物濃度が高いn+領域である。 Referring to FIGS. 16A and 16B, in the region where the capacitance region of the light receiving element is formed, and in the region where the source region and the drain region (active region ACR in FIG. 3) such as the reset transistor RMI are formed. On the other hand, the n-type region NR2 is formed by ordinary photolithography and ion implantation techniques. In addition to the photoresist pattern formed by the photolithography technique described above, the n-type region NR2 is formed by using the sidewall insulating film SWI as a processing mask. The n-type region NR2 is an n + region having a higher impurity concentration than the low-concentration n-type region NR1.

図16(A)における低濃度n型領域NR1とn型領域NR2を合わせた領域NRが、受光素子TMIの容量領域FDとなる。また図16(B)における低濃度n型領域NR1とn型領域NR2を合わせた領域NRが、リセットトランジスタRMIなどのソース領域およびドレイン領域が形成される活性領域ACRとなる。   A region NR that is a combination of the low-concentration n-type region NR1 and the n-type region NR2 in FIG. 16A becomes the capacitance region FD of the light receiving element TMI. In addition, a region NR that is a combination of the low-concentration n-type region NR1 and the n-type region NR2 in FIG. 16B becomes an active region ACR in which a source region and a drain region such as a reset transistor RMI are formed.

図17(A)、(B)を参照して、たとえばCVD法を用いてシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜IIが形成される。   Referring to FIGS. 17A and 17B, an interlayer insulating film II made of a silicon oxide film is formed by using, for example, a CVD method.

図18(A)、(B)を参照して、層間絶縁膜IIがCMP(Chemical Mechanical Polishing)と呼ばれる化学機械的研磨法により上面が平坦となるように研磨される。なお層間絶縁膜IIがボロンやリンなどの不純物を含む場合には、CMPの代わりに、層間絶縁膜IIを熱処理することによりその上面が平坦化されてもよい。さらに通常の写真製版技術およびエッチング技術により、n型領域NRに達するように層間絶縁膜IIにヴィアホールVAが形成される。   Referring to FIGS. 18A and 18B, interlayer insulating film II is polished so as to have a flat upper surface by a chemical mechanical polishing method called CMP (Chemical Mechanical Polishing). When the interlayer insulating film II contains impurities such as boron and phosphorus, the upper surface thereof may be planarized by heat treating the interlayer insulating film II instead of CMP. Further, via holes VA are formed in the interlayer insulating film II so as to reach the n-type region NR by a normal photolithography technique and etching technique.

次に、ヴィアホールVAの内部にたとえばタングステンよりなるコンタクトCTが充填される。この処理においてはたとえばCVD法が用いられ、層間絶縁膜II上にもタングステンの薄膜が形成されるが、層間絶縁膜II上のタングステン膜はCMPにより除去される。この後、層間絶縁膜II上にはたとえば窒化チタン(TiN)からなる薄膜およびアルミニウム銅(AlCu)からなる薄膜が、たとえばスパッタリングにより形成される。そして通常の写真製版技術およびエッチングにより、コンタクトCTの上面を覆うように、窒化チタンおよびアルミニウム銅からなる金属配線Al1が形成される。ただし金属配線Al1の構成はこれに限らず、たとえば単体のアルミニウムの薄膜のみからなる構成であってもよい。   Next, a contact CT made of, for example, tungsten is filled in the via hole VA. In this process, for example, a CVD method is used, and a tungsten thin film is also formed on the interlayer insulating film II. However, the tungsten film on the interlayer insulating film II is removed by CMP. Thereafter, a thin film made of, for example, titanium nitride (TiN) and a thin film made of aluminum copper (AlCu) are formed on interlayer insulating film II by, for example, sputtering. Then, metal wiring Al1 made of titanium nitride and aluminum copper is formed so as to cover the upper surface of contact CT by ordinary photolithography and etching. However, the configuration of the metal wiring Al1 is not limited to this, and may be a configuration including only a single aluminum thin film, for example.

図19(A)、(B)を参照して、層間絶縁膜II、金属配線Al1上に、再び層間絶縁膜IIが形成され、上記と同様にその表面が平坦化された後、所望の領域(金属配線Al1上)にヴィアホールVAが形成される。層間絶縁膜IIおよびヴィアホールVAは、図18の工程にて形成された層間絶縁膜IIやヴィアホールVAと同様の手順により形成される。層間絶縁膜IIと金属配線Al1とはエッチング選択比が互いに異なるため、上方から下方へ向かう層間絶縁膜IIのエッチングは、金属配線Al1に達したところで終了させることが容易となる。   Referring to FIGS. 19A and 19B, the interlayer insulating film II is formed again on the interlayer insulating film II and the metal wiring Al1, and after the surface is planarized in the same manner as described above, a desired region is obtained. A via hole VA is formed (on the metal wiring Al1). The interlayer insulating film II and the via hole VA are formed by the same procedure as the interlayer insulating film II and the via hole VA formed in the step of FIG. Since the etching selectivity between the interlayer insulating film II and the metal wiring Al1 is different from each other, the etching of the interlayer insulating film II from the upper side to the lower side can be easily finished when the metal wiring Al1 is reached.

次にヴィアホールVAの内部にたとえばタングステンよりなるコンタクトCTが充填される。このコンタクトCTの充填方法は、図18の工程でのヴィアホールVAへのコンタクトCTの充填と同様の手順である。   Next, a contact CT made of tungsten, for example, is filled in the via hole VA. The filling method of the contact CT is the same procedure as the filling of the contact CT into the via hole VA in the step of FIG.

この後、上記と同様に、コンタクトCTの上面を覆うように、たとえば窒化チタンの薄膜およびアルミニウム銅の薄膜からなる金属配線Al2が形成される。なおここでは金属配線Al1,Al2の2層が形成されるが、金属配線の積層される数は任意である。   Thereafter, similarly to the above, metal wiring Al2 made of, for example, a thin film of titanium nitride and a thin film of aluminum copper is formed so as to cover the upper surface of contact CT. Here, two layers of metal wirings Al1 and Al2 are formed, but the number of metal wirings stacked is arbitrary.

図20(A)、(B)を参照して、層間絶縁膜IIおよび金属配線Al2を覆うように、たとえばCVD法により、たとえばシリコン窒化膜からなるパッシベーション膜PAが形成される。   Referring to FIGS. 20A and 20B, a passivation film PA made of, for example, a silicon nitride film is formed by, for example, a CVD method so as to cover interlayer insulating film II and metal wiring Al2.

次に、たとえばCVD法により、有機系平坦化膜ORGが形成される。有機系平坦化膜ORGは、有機系材料の塗布液を塗布してこれを乾燥することにより形成される。有機系平坦化膜ORGは、パタ―ン形成に用いられる一般的なレジスト材のほか、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂などの各種の合成樹脂、その他、天然ゴム、合成ゴムなどを適宜の有機溶剤に溶解させてなる塗布液により形成される。ただしここでは有機系平坦化膜ORGの代わりに無機系の平坦化膜が用いられてもよい。   Next, an organic planarizing film ORG is formed by, for example, a CVD method. The organic planarizing film ORG is formed by applying an organic material coating solution and drying it. The organic flattening film ORG is not only a general resist material used for pattern formation, but also various synthetic resins such as acrylic resin, vinyl chloride resin, polyester resin, natural rubber, synthetic rubber, etc. Is formed by a coating solution in which is dissolved in an appropriate organic solvent. However, here, an inorganic flattening film may be used instead of the organic flattening film ORG.

図21(A)、(B)を参照して、特に図21(A)の受光素子が形成される領域の有機系平坦化膜ORGの上に、カラーフィルタCOLが形成される。   Referring to FIGS. 21A and 21B, color filter COL is formed on organic planarizing film ORG in the region where the light receiving element of FIG. 21A is formed.

図中の「R」、「G」とはそれぞれ、赤(R)または緑(B)の光のみを透過する材料からなるカラーフィルタCOLであることを意味する。このカラーフィルタCOLは、赤(R)、緑(G)および青(B)のいずれかの色の波長の光のみを透過する材料により形成される。行列状に配置される複数の受光素子TMIのうち隣り合う1対の受光素子TMIのそれぞれが透過する光の色は異なっていることが好ましい。また緑の光を透過する受光素子TMIが、赤または青の光を透過する受光素子TMIよりも多くなるように配分されることが好ましい。   “R” and “G” in the figure mean that the color filter COL is made of a material that transmits only red (R) or green (B) light. The color filter COL is formed of a material that transmits only light having a wavelength of any one of red (R), green (G), and blue (B). The color of light transmitted through each of a pair of adjacent light receiving elements TMI among a plurality of light receiving elements TMI arranged in a matrix is preferably different. Further, it is preferable that the light receiving elements TMI that transmit green light are distributed so as to be larger than the light receiving elements TMI that transmit red or blue light.

一例として、図21のフォトダイオードPDの真上には緑を透過するカラーフィルタCOLが形成されている。その上に赤を透過するカラーフィルタCOLが形成されるが、緑のカラーフィルタCOLの上に重なるように形成された赤のカラーフィルタCOLは、その後除去される。   As an example, a color filter COL that transmits green is formed immediately above the photodiode PD in FIG. A color filter COL that transmits red is formed thereon, and the red color filter COL formed so as to overlap the green color filter COL is then removed.

図22(A)、(B)を参照して、カラーフィルタCOLの上には再度、平坦化膜FLTが形成されてもよい。平坦化膜FLTとして上記の有機系平坦化膜ORGと同様の膜が形成されてもよい。これによりカラーフィルタCOLに起因する段差をなくすことができる。   Referring to FIGS. 22A and 22B, a planarization film FLT may be formed again on the color filter COL. As the planarizing film FLT, a film similar to the organic planarizing film ORG may be formed. As a result, a step due to the color filter COL can be eliminated.

その後、フォトダイオードPDの真上にはマイクロレンズLNSが形成される。マイクロレンズLNSを形成するための材料が塗布されたうえでパターニングされ、さらにリフローと呼ばれる熱処理を行なうことにより、表面の一部が曲面形状となる。   Thereafter, a microlens LNS is formed immediately above the photodiode PD. A material for forming the microlens LNS is applied and then patterned, and a heat treatment called reflow is performed, so that a part of the surface becomes a curved shape.

以上の図9〜図22に示す各工程により、図3に示す受光素子TMIおよび、リセットトランジスタRMIなどの他のトランジスタが、半導体ウェハSWのチップ領域IMCに形成される。   9 to 22, other transistors such as the light receiving element TMI and the reset transistor RMI shown in FIG. 3 are formed in the chip region IMC of the semiconductor wafer SW.

図9〜図22においては、図3に示す行列状に配置される受光素子TMIなどのうち1つの受光素子TMIなどについてのみ図示している。しかし再度図4〜図7を参照して、図9〜図22の(露光などの)各工程は、実際にはまず図3のチップ領域IMCのうち領域A(第1の領域)に対して行なわれ、次に図3のチップ領域IMCのうち領域B(第2の領域)に対して行なわれ、さらにその後図3の領域Cに対して行なわれる。   9 to 22 show only one light receiving element TMI among the light receiving elements TMI arranged in the matrix shown in FIG. However, referring again to FIGS. 4 to 7, each step (such as exposure) in FIGS. 9 to 22 is actually performed on the region A (first region) in the chip region IMC in FIG. Next, the process is performed on the area B (second area) in the chip area IMC shown in FIG. 3, and then on the area C shown in FIG.

すなわちたとえば図9に示す工程は、まず図3の領域Aに対して行なわれることにより図3の領域A内に図9(A)、(B)に示す構成が複数、行列状に配置されるように形成され、次に図3の領域Bに対して同じ処理が行なわれることにより図3の領域B内に図9(A)、(B)に示す構成が複数、行列状に配置されるように形成される。このような処理(複数回の露光工程)が図10以降の各工程においても繰り返されることにより、図23に示すような断面形状を有する半導体装置(固体撮像素子)が形成される。   That is, for example, the process shown in FIG. 9 is first performed on region A in FIG. 3, whereby a plurality of configurations shown in FIGS. 9A and 9B are arranged in a matrix in region A in FIG. Next, the same processing is performed on the region B in FIG. 3, so that a plurality of configurations shown in FIGS. 9A and 9B are arranged in a matrix in the region B in FIG. Formed as follows. Such processing (multiple exposure steps) is repeated in each step after FIG. 10 to form a semiconductor device (solid-state imaging device) having a cross-sectional shape as shown in FIG.

図23(A)、(B)を参照して、これらは図3の領域Aと領域Bとを跨ぐ範囲に形成される、合計3つの受光素子TMI(A)と他のトランジスタ(B)などとの構成を断面図にて示している。上記のように領域Aと領域Bとは互いに隣り合うように接しており、領域Aと領域Bとの境界部には、図の上下方向に沿うように延在する露光の分割線SPLが位置している。その分割線SPLを跨いで隣り合う受光素子TMIの、図の左右方向のピッチP2および、図の左右方向の間隔d2は、分割線SPLを跨いでいないたとえば領域Aにおける隣り合う受光素子TMIの、図の左右方向の繰り返しピッチP1および、図の左右方向の間隔d1よりも大きくなるように形成されている。なおここでは特に、d2≧2d1となるように形成されていることが好ましい。   Referring to FIGS. 23A and 23B, these are formed in a range straddling region A and region B in FIG. 3, and a total of three light receiving elements TMI (A) and other transistors (B), etc. Is shown in a sectional view. As described above, the region A and the region B are in contact with each other so that the exposure dividing line SPL extending along the vertical direction in the figure is located at the boundary between the region A and the region B. doing. The left and right pitch P2 in the figure and the left and right interval d2 in the figure of the adjacent light receiving elements TMI across the dividing line SPL, for example, of the adjacent light receiving elements TMI in the region A that do not straddle the dividing line SPL, It is formed so as to be larger than the repetition pitch P1 in the horizontal direction in the figure and the interval d1 in the horizontal direction in the figure. Here, in particular, it is preferable that d2 ≧ 2d1.

次に、図24〜図27の比較例を参照しながら、一実施の形態の作用効果について説明する。   Next, the effects of the embodiment will be described with reference to the comparative examples of FIGS.

図24、図25を参照して、第1の比較例のように分割線SPLを含む、チップ領域IMCの全領域において受光素子TMIの繰り返しピッチおよび間隔が同一の値(それぞれP1、d1)である場合には、受光素子TMIのパターンのエッジ(たとえば領域Aの点B)と、それに最も近い分割線SPL(領域Aと領域Bとの境界部の分割線SPL)との距離が非常に短くなる。これは半導体装置の微細化および高集積化に伴い、上記のP1およびd1が非常に短くなっているためである。   Referring to FIGS. 24 and 25, the repetition pitch and interval of the light receiving elements TMI are the same value (P1, d1 respectively) in the entire region of the chip region IMC including the dividing line SPL as in the first comparative example. In some cases, the distance between the edge of the pattern of the light receiving element TMI (for example, the point B in the region A) and the closest dividing line SPL (the dividing line SPL at the boundary between the region A and the region B) is very short. Become. This is because the above-described P1 and d1 have become very short with the miniaturization and high integration of the semiconductor device.

図26、図27を参照して、第2の比較例のように、図24および図25と同様に、チップ領域IMCの全領域において受光素子TMIの繰り返しピッチおよび間隔が同一の値(それぞれP1、d1)となるように受光素子TMIなどが配列されるチップ領域IMCが、受光素子TMIのフォトダイオードPDの中央付近を分割線SPLとすることにより形成される場合を考える。この場合においても、フォトダイオードPDの微細化が進めば、やはりフォトダイオードPDのエッジと分割線SPLとの距離が確保できなくなる。同様に周辺回路PMIおよび活性領域ACRなどのパターンのエッジと分割線SPLとの距離も短くなる。   26 and 27, as in the second comparative example, similar to FIG. 24 and FIG. 25, the repetition pitch and interval of the light receiving elements TMI are the same in all areas of the chip area IMC (P1 respectively). , D1) Consider a case where the chip region IMC in which the light receiving elements TMI and the like are arranged is formed by using the dividing line SPL near the center of the photodiode PD of the light receiving element TMI. Even in this case, if the photodiode PD is further miniaturized, the distance between the edge of the photodiode PD and the dividing line SPL cannot be secured. Similarly, the distance between the edge of the pattern such as the peripheral circuit PMI and the active region ACR and the dividing line SPL is shortened.

露光工程により形成されるパターンは、その露光された領域の最も端部(境界部)の近傍において、露光時の光の干渉などに起因したパターンの寸法や形状などの精度の悪化が起こり得る。このため、露光された領域の最も端部と、露光により形成されるパターンのエッジとの距離が短くなれば、パターンはエッジの近傍において寸法や形状などの精度の悪化を来たす可能性がある。   In the pattern formed by the exposure process, in the vicinity of the end (boundary part) of the exposed region, accuracy of the pattern size and shape due to light interference during exposure may be deteriorated. For this reason, if the distance between the extreme end of the exposed region and the edge of the pattern formed by exposure is shortened, the pattern may deteriorate in accuracy such as dimensions and shape in the vicinity of the edge.

そこで一実施の形態(図3)のように、分割線を跨ぐ領域におけるピッチP2および間隔d2を分割線を跨いでいない領域における繰り返しピッチP1および間隔d1よりも長くすれば、分割線SPLと受光素子TMIのパターンのエッジとの距離を長くすることができる。ここでのエッジとの距離とは、再度図7を参照して、図7の分割線SPLとパターンのエッジEDGとの距離xを意味する。この距離xが長くなることにより、形成されるパターンはそのエッジ近傍においても寸法や形状のばらつきなどの不具合を起こす可能性が低減される。   Therefore, as in one embodiment (FIG. 3), if the pitch P2 and the interval d2 in the region straddling the dividing line are made longer than the repetition pitch P1 and the interval d1 in the region not straddling the dividing line, the dividing line SPL and the light reception are received. The distance from the edge of the pattern of the element TMI can be increased. The distance to the edge here refers to the distance x between the dividing line SPL in FIG. 7 and the edge EDG of the pattern with reference to FIG. 7 again. By increasing the distance x, the pattern formed can reduce the possibility of causing problems such as variations in size and shape even in the vicinity of the edge.

また受光素子TMIのパターンのエッジと分割線SPLとの距離が長くなることにより、活性領域ACRについても同様に、リセットトランジスタRMIなど他のトランジスタのパターンのエッジと分割線SPLとの間隔を広くすることができる。このため他のトランジスタのパターンの寸法や形状についても安定したものとすることができる。   Further, as the distance between the edge of the pattern of the light receiving element TMI and the dividing line SPL becomes longer, the interval between the edge of the pattern of other transistors such as the reset transistor RMI and the dividing line SPL is similarly increased in the active region ACR. be able to. For this reason, the dimension and shape of the pattern of other transistors can be stabilized.

上記の繰り返しピッチおよび間隔を長くするといっても、半導体装置の微細化が進んでおり当該繰り返しピッチおよび間隔の絶対値は非常に小さいため、半導体装置の集積化にはほとんど影響しない。   Even if the repetition pitch and the interval are increased, the miniaturization of the semiconductor device is progressing, and the absolute value of the repetition pitch and the interval is very small, so that the integration of the semiconductor device is hardly affected.

また間隔d2を間隔d1の2倍以上とすることにより、図7に示す分割線SPLとパターンのエッジEDGとの距離xをより長くすることができ、パターンの寸法、形状などの精度の悪化をより確実に抑制することができる。   Further, by setting the distance d2 to be not less than twice the distance d1, the distance x between the dividing line SPL and the pattern edge EDG shown in FIG. 7 can be made longer, and the accuracy of the dimension, shape, etc. of the pattern is deteriorated. It can suppress more reliably.

なお、以上は上記のピッチおよび間隔が長くなることに伴い分割線SPLと受光素子TMIのパターンのエッジとの距離が一般的に長くなることを想定した作用効果である。たとえばピッチおよび間隔が長くなっているにもかかわらず、分割線SPLがエッジ近傍に位置しているため上記間隔が長くならない場合などはここでは考慮しないこととする。   In addition, the above is the effect which assumed that the distance of the dividing line SPL and the edge of the pattern of the light receiving element TMI generally becomes long with said pitch and space | interval becoming long. For example, the case where the interval does not become long because the dividing line SPL is located near the edge even though the pitch and the interval are long is not considered here.

(実施の形態2)
本実施の形態は、実施の形態1と比較して、分割線SPLを跨ぐ領域の繰り返しピッチにおいて異なっている。以下、図28および図29を参照しながら、本実施の形態の構成および製造方法について説明する。
(Embodiment 2)
The present embodiment differs from the first embodiment in the repetition pitch of the region straddling the dividing line SPL. The configuration and manufacturing method of the present embodiment will be described below with reference to FIGS.

図28を参照して、本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、分割線SPLを跨ぐ領域のピッチP2は分割線SPLを跨いでいない領域の繰り返しピッチP1よりも大きい。ただし本実施の形態においては、分割線を跨ぐ領域のピッチP2が分割線SPLを跨いでいない領域の繰り返しピッチP1の2倍以上であり、この点において本実施の形態は実施の形態1と異なっている。   Referring to FIG. 28, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the pitch P2 of the region straddling the dividing line SPL is larger than the repetitive pitch P1 of the region not striding the dividing line SPL. However, in the present embodiment, the pitch P2 of the region straddling the dividing line is more than twice the repetitive pitch P1 of the region not straddling the dividing line SPL. In this respect, the present embodiment is different from the first embodiment. ing.

図29(A)、(B)を参照して、これらは図3の領域Aと領域Bとを跨ぐ範囲に形成される、合計3つの受光素子TMI(A)と他のトランジスタ(B)などとの構成を断面図にて示している。本実施の形態においても基本的に図9〜図23に示す実施の形態1の製造方法と同様の、複数回の露光工程を経る製造方法により形成されるが、上記のように分割線SPLを跨ぐ領域のピッチP2が分割線SPLを跨いでいない領域の繰り返しピッチP1の2倍以上となるように形成される。図29(A)、(B)は図9〜図22と基本的に同様の製造方法の結果の形成物の態様を示しているが、図29(A)、(B)は図23(A)、(B)と比較して、P2≧2P1となる旨が示される点において異なっている。   Referring to FIGS. 29A and 29B, these are formed in a range straddling region A and region B in FIG. 3, and a total of three light receiving elements TMI (A) and other transistors (B), etc. Is shown in a sectional view. Even in the present embodiment, it is formed by a manufacturing method that undergoes a plurality of exposure steps, which is basically the same as the manufacturing method of the first embodiment shown in FIGS. 9 to 23, but the dividing line SPL is formed as described above. It is formed so that the pitch P2 of the straddling region is at least twice the repetitive pitch P1 of the region not straddling the dividing line SPL. 29 (A) and 29 (B) show an aspect of the formed product as a result of the manufacturing method basically similar to that shown in FIGS. 9 to 22, and FIGS. 29 (A) and 29 (B) show FIG. ) And (B) are different in that P2 ≧ 2P1 is indicated.

なお本実施の形態においては、P2≧2P1となるように形成される結果、実施の形態1と同様に、分割線SPLを跨ぐ領域における隣り合う受光素子TMIの間隔d2が、分割線SPLを跨いでいない領域における隣り合う受光素子TMIの間隔d1よりも大きくなっている。   In the present embodiment, as a result of forming P2 ≧ 2P1, as in the first embodiment, the interval d2 between the adjacent light receiving elements TMI in the region straddling the dividing line SPL straddles the dividing line SPL. It is larger than the interval d1 between the adjacent light receiving elements TMI in the region that is not.

本実施の形態においても、分割線SPLを跨ぐ領域において分割線SPLと受光素子TMIのパターンのエッジとの距離を長くすることができる。本実施の形態のように分割線SPLを跨ぐ領域のピッチP2を分割線SPLを跨いでいない領域の繰り返しピッチP1の2倍以上とすれば、分割線SPLを跨ぐ領域において隣り合う受光素子TMIの間隔d2は、実施の形態1における当該間隔d2よりも大きくなる。このため分割線SPLを跨ぐ領域において分割線SPLと受光素子TMIのパターンのエッジとの距離を長くする効果をより高めることができる。   Also in the present embodiment, the distance between the dividing line SPL and the edge of the pattern of the light receiving element TMI can be increased in a region straddling the dividing line SPL. If the pitch P2 of the region straddling the dividing line SPL is set to be not less than twice the repetitive pitch P1 of the region not striding the dividing line SPL as in the present embodiment, the adjacent light receiving elements TMI in the region straddling the dividing line SPL The interval d2 is larger than the interval d2 in the first embodiment. For this reason, the effect of lengthening the distance between the dividing line SPL and the edge of the pattern of the light receiving element TMI in the region straddling the dividing line SPL can be further enhanced.

分割線SPLを跨ぐ領域のピッチP2を分割線SPLを跨いでいない領域の繰り返しピッチP1の2倍以上とすれば、上記間隔d2の値が、図28に示す受光素子TMIのパターンの、図の左右方向の寸法TR1より大きくなる。すなわち上記間隔d2で規定される素子分離領域SPTには受光素子TMIを形成するスペースがある。このため複数回の露光工程により図28、図29に示すパターンを形成した後に、画素データのデータ処理を行なうことにより、上記間隔d2の領域に受光素子TMIのパターンを補うことができる。   If the pitch P2 of the region straddling the dividing line SPL is set to be not less than twice the repetitive pitch P1 of the region not straddling the dividing line SPL, the value of the interval d2 is the pattern of the light receiving element TMI shown in FIG. It becomes larger than the dimension TR1 in the left-right direction. That is, there is a space for forming the light receiving element TMI in the element isolation region SPT defined by the interval d2. For this reason, the pattern of the light receiving element TMI can be supplemented to the region of the interval d2 by performing the data processing of the pixel data after forming the patterns shown in FIGS. 28 and 29 by a plurality of exposure steps.

たとえ上記のようなデータ処理を行なわない場合においても、通常、複数回の露光工程により分割線が位置された後には、分割線の近傍に形成されるパターンの寸法や形状の誤差を補正するデータ処理を行なう必要がある。このため上記のように間隔d2の領域に受光素子TMIのパターンを補うデータ処理を行なったとしても、作業効率の低下にはならない。   Even when data processing as described above is not performed, data for correcting errors in the size and shape of the pattern formed in the vicinity of the dividing line after the dividing line is normally positioned by a plurality of exposure processes. It is necessary to perform processing. For this reason, even if the data processing for supplementing the pattern of the light receiving element TMI in the region of the interval d2 as described above is performed, the work efficiency is not lowered.

(実施の形態3)
本実施の形態は、実施の形態1と比較して、フォトダイオードPDの構成および分割線SPLの配置において異なっている。以下、図30および図31を参照しながら、本実施の形態の構成および製造方法について説明する。
(Embodiment 3)
The present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the photodiode PD and the arrangement of the dividing lines SPL. Hereinafter, the configuration and manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 30 and 31. FIG.

図30を参照して、本実施の形態においても、実施の形態1と同様に、分割線SPLを跨ぐ領域のピッチP2は分割線SPLを跨いでいない領域の繰り返しピッチP1よりも大きい。しかし分割線SPLを跨ぐ領域と分割線SPLを跨いでいない領域とのいずれにおいても隣り合う受光素子TMIの間隔はd1でほぼ等しい。すなわち受光素子TMIの間隔がd2である領域は存在しない。   Referring to FIG. 30, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the pitch P2 of the region straddling the dividing line SPL is larger than the repeating pitch P1 of the region not striding the dividing line SPL. However, the distance between adjacent light receiving elements TMI is substantially equal to d1 in both the region straddling the dividing line SPL and the region not striding the dividing line SPL. That is, there is no region where the interval between the light receiving elements TMI is d2.

本実施の形態においては、受光素子TMIが分割線SPLを跨ぐように配置される。逆に言えば、領域Aと領域Bとの境界部、領域Bと領域Cとの境界は、受光素子TMIを通って分断するように位置しており、当該境界部において受光素子TMIが配置されている。なおここでは特に、分割線SPLは、受光素子TMIのフォトダイオードPDを分断するように位置していることが好ましい。   In the present embodiment, the light receiving element TMI is arranged so as to straddle the dividing line SPL. In other words, the boundary between the region A and the region B and the boundary between the region B and the region C are located so as to be divided through the light receiving element TMI, and the light receiving element TMI is arranged at the boundary. ing. Here, in particular, the dividing line SPL is preferably located so as to divide the photodiode PD of the light receiving element TMI.

分割線SPLは、受光素子TMIの特にフォトダイオードPDを分断するように位置してもよく、この場合においても分割線SPLを跨ぐ受光素子TMIの機能および特性に大きな影響を与えない。機能および特性に大きな影響を与えることを抑制するためには、上記のように分割線SPLを跨ぐ受光素子TMIについて、そのパターンを補正するデータ処理を施すことが好ましい。   The dividing line SPL may be positioned so as to divide the photodiode PD of the light receiving element TMI. Even in this case, the function and characteristics of the light receiving element TMI across the dividing line SPL are not greatly affected. In order to suppress a large influence on the function and characteristics, it is preferable to perform data processing for correcting the pattern of the light receiving element TMI straddling the dividing line SPL as described above.

分割線SPLを跨ぐ領域における、すなわち分割線SPLを含む受光素子TMIの特にフォトダイオードPDの、図の左右方向に関する長さPH2は、分割線SPLを跨いでいない領域における、すなわち分割線SPLを含まない受光素子TMIの特にフォトダイオードPDの、図の左右方向に関する長さPH1よりも大きい。   The length PH2 in the horizontal direction of the figure in the region straddling the dividing line SPL, that is, the photodiode PD of the light receiving element TMI including the dividing line SPL, in the region not straddling the dividing line SPL, that is, including the dividing line SPL. The light receiving element TMI, in particular, the photodiode PD, is longer than the length PH1 in the horizontal direction of the figure.

受光素子TMIからの電圧などの信号が転送される他のトランジスタは、図30における受光素子TMIの直下の領域に配置される。しかし図30のように、分割線SPLを跨ぐ領域における受光素子TMI(フォトダイオードPD)が長くなっても、当該受光素子TMIの直下の他のトランジスタの活性領域ACRは長くならなくてもよい。この場合、分割線SPLは活性領域ACRを通らないように位置している。   Other transistors to which a signal such as a voltage from the light receiving element TMI is transferred are arranged in a region immediately below the light receiving element TMI in FIG. However, as shown in FIG. 30, even if the light receiving element TMI (photodiode PD) in the region straddling the dividing line SPL becomes longer, the active region ACR of the other transistors immediately below the light receiving element TMI may not become longer. In this case, the dividing line SPL is positioned so as not to pass through the active region ACR.

以上の点において本実施の形態は実施の形態1と異なっており、他の点については実施の形態1と同様である。すなわち、たとえば本実施の形態において実施の形態1の構成を組み合わせ、たとえば分割線SPLに最も近い、互いに隣り合う受光素子TMIのパターンのエッジ同士の間隔(分割線SPLを跨ぐ領域における間隔)が、上記以外の互いに隣り合う受光素子TMIのパターンのエッジ同士の間隔(分割線SPLを跨ぐ領域における間隔)よりも大きくなる構成としてもよい。   The present embodiment is different from the first embodiment in the above points, and the other points are the same as those of the first embodiment. That is, for example, in the present embodiment, the configuration of the first embodiment is combined, for example, the interval between the edges of the patterns of the adjacent light receiving elements TMI closest to the dividing line SPL (interval in the region straddling the dividing line SPL) is It is good also as a structure which becomes larger than the space | interval (space | interval in the area | region which straddles dividing line SPL) of the pattern of the light receiving element TMI mutually adjacent other than the above.

図31(A)、(B)を参照して、これらの断面図は本実施の形態における、図23(A)、(B)および図29(A)、(B)と同様の領域の構成を断面図にて示している。本実施の形態においても基本的に図9〜図23に示す実施の形態1の製造方法と同様の、複数回の露光工程を経る製造方法により形成される。しかし本実施の形態においては分割線SPLを跨ぐ領域に受光素子TMIが、分割線SPLを跨ぐように配置される。すなわち領域Aを形成する工程において受光素子TMIの一部分が形成され、領域Bを形成する工程において当該受光素子TMIの一部分以外の他の部分が形成され、両者が境界である分割線SPLにおいて接続されるように配置される。   Referring to FIGS. 31A and 31B, these cross-sectional views are the structures of regions similar to FIGS. 23A and 23B and FIGS. 29A and 29B in this embodiment. Is shown in a cross-sectional view. Also in the present embodiment, it is formed by a manufacturing method that undergoes a plurality of exposure steps similar to the manufacturing method of the first embodiment shown in FIGS. However, in the present embodiment, the light receiving element TMI is arranged in a region straddling the dividing line SPL so as to straddle the dividing line SPL. That is, a part of the light receiving element TMI is formed in the step of forming the region A, and a part other than the part of the light receiving element TMI is formed in the step of forming the region B, and both are connected by the dividing line SPL which is a boundary. Arranged so that.

分割線SPLにより分断される(分割線SPLを跨ぐ領域の)受光素子TMIの特にフォトダイオードPDの、図の左右方向に関する長さPH2は、分割線SPLにより分断されない(分割線SPLを跨いでいない領域の)受光素子TMIの特にフォトダイオードPDの、図の左右方向に関する長さPH1よりも大きくなるように形成される。   The length PH2 of the light receiving element TMI, particularly the photodiode PD, in the horizontal direction in the figure, which is divided by the dividing line SPL (in the region straddling the dividing line SPL) is not divided by the dividing line SPL (does not cross the dividing line SPL). The light receiving element TMI (in the region), in particular, the photodiode PD is formed to be longer than the length PH1 in the left-right direction in the figure.

本実施の形態においては分割線SPLが受光素子TMI(フォトダイオードPD)を跨ぐように位置するが、分割線SPLを跨ぐ受光素子TMIの長さPH2が分割線SPLを跨がない受光素子TMIの長さPH1より長い。このため本実施の形態においても、分割線SPLと、分割線SPLを跨ぐ受光素子TMIのパターンのエッジとの距離を長くすることができる。   In the present embodiment, the dividing line SPL is positioned so as to straddle the light receiving element TMI (photodiode PD). However, the length PH2 of the light receiving element TMI straddling the dividing line SPL is not longer than the dividing line SPL. Longer than length PH1. Therefore, also in the present embodiment, the distance between the dividing line SPL and the edge of the pattern of the light receiving element TMI across the dividing line SPL can be increased.

(実施の形態4)
本実施の形態は、実施の形態1と比較して、受光素子の配置において異なっている。以下、図32〜図37を参照しながら、本実施の形態の構成および製造方法について説明する。
(Embodiment 4)
This embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the light receiving elements. Hereinafter, the configuration and manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図32を参照して、分割線SPLを跨ぐ領域における、すなわち(実施の形態3と同様に)分割線SPLを含む複数の受光素子TMIのうち少なくとも一部は、分割線SPLを跨いでいない領域における、すなわち(実施の形態3と同様に)分割線SPLを含まない受光素子TMIに対して反転した平面態様を有する受光素子である。   Referring to FIG. 32, in a region straddling dividing line SPL, that is, a region in which at least a part of a plurality of light receiving elements TMI including dividing line SPL does not straddle dividing line SPL (as in the third embodiment). In other words, the light receiving element has a planar aspect inverted with respect to the light receiving element TMI not including the dividing line SPL (similar to the third embodiment).

なお分割線SPLを跨ぐように配置された複数の受光素子TMIは、分割線SPLの延在する第1の方向に関して連続して前記反転した平面態様を有する受光素子TMI1であってもよい。ここで第1の方向に関して連続してとは、分割線SPLを跨ぐように配置された複数の受光素子TMIのうち、たとえば分割線SPLの延在する第1の方向に関して互いに隣り合う2つ以上の受光素子TMIのいずれもが反転した平面態様を有する受光素子TMI1であることを意味する。   Note that the plurality of light receiving elements TMI arranged so as to straddle the dividing line SPL may be the light receiving elements TMI1 having the above-described inverted plane aspect with respect to the first direction in which the dividing line SPL extends. Here, “continuous with respect to the first direction” means, for example, two or more adjacent to each other with respect to the first direction in which the dividing line SPL extends among the plurality of light receiving elements TMI arranged so as to straddle the dividing line SPL. This means that each of the light receiving elements TMI is a light receiving element TMI1 having an inverted plane mode.

ただし本実施の形態においては、分割線SPLを跨ぐ領域における複数の受光素子TMIのすべてが反転した平面態様を有する受光素子TMI1であり、分割線SPLを跨いでいない領域における複数の受光素子TMIのすべてが上記反転した平面態様を有する受光素子TMI1でない受光素子TMI2である。なお受光素子TMI2の配置および構成は、実施の形態1〜3で述べた受光素子TMIとまったく同様であり、反転した平面態様を有する受光素子TMI1の配置および構成は、反転した平面態様を有する点を除いて、実施の形態1〜3で述べた受光素子TMIとまったく同様である。   However, in the present embodiment, the light receiving element TMI1 has a planar form in which all of the plurality of light receiving elements TMI in the region straddling the dividing line SPL are inverted, and the plurality of light receiving elements TMI in the region not straddling the dividing line SPL. All of the light receiving elements TMI2 are not the light receiving element TMI1 having the above-described inverted plane mode. The arrangement and configuration of the light receiving element TMI2 are exactly the same as those of the light receiving element TMI described in the first to third embodiments, and the arrangement and configuration of the light receiving element TMI1 having an inverted planar aspect have an inverted planar aspect. Is the same as the light receiving element TMI described in the first to third embodiments.

なおここで反転とは、紙面に垂直な軸を中心に(軸周りに)約180°回転することを意味する。すなわち分割線SPLを跨いでいない領域における受光素子TMIは、図32の左側にフォトダイオードPDが、右側に容量領域FDが配置された受光素子TMI2であるのに対し、分割線SPLを跨ぐ領域における受光素子TMIは、そのすべてが図32の左側に容量領域FDが、右側にフォトダイオードPDが配置されるように反転した平面態様を有する受光素子TMI1である。   Here, the reversal means that the rotation is about 180 ° around the axis perpendicular to the paper surface (around the axis). That is, the light receiving element TMI in the region that does not straddle the dividing line SPL is the light receiving element TMI2 in which the photodiode PD is disposed on the left side of FIG. 32 and the capacitor region FD is disposed on the right side, whereas in the region straddling the dividing line SPL. All of the light receiving elements TMI are light receiving elements TMI1 having a planar form inverted so that the capacitor region FD is disposed on the left side of FIG. 32 and the photodiode PD is disposed on the right side.

このように受光素子TMIが反転しているなど、本実施の形態のチップ領域IMCは、複数の受光素子TMIが行列状に配置されるうちの1列(のうちの少なくとも一部)について、他の列に配置される受光素子TMIとは異なる態様を有している。   As described above, the chip region IMC according to the present embodiment is such that the light receiving element TMI is inverted. The chip region IMC in this embodiment is different for one column (at least a part of them) of the plurality of light receiving elements TMI arranged in a matrix. This is different from the light receiving elements TMI arranged in the row.

反転した平面態様を有する受光素子TMI1は、これと特に図の左側に関して隣り合う受光素子TMI2と、容量領域FDを共有している。すなわち反転した平面態様を有する受光素子TMI1の容量領域FDと、その左側の受光素子TMI2の容量領域FDとは同一である。ただし容量領域FD以外の受光素子TMIの構成要素、すなわちフォトダイオードPDおよび転送トランジスタ用ゲート電極TGEは、上記の互いに隣り合う1対の反転した平面態様を有する受光素子TMI1と受光素子TMI2とが共有することなく、受光素子TMI1と受光素子TMI2とが別個に有している。   The light receiving element TMI1 having the inverted plane mode shares the capacitance region FD with the light receiving element TMI2 adjacent to the light receiving element TMI2 particularly on the left side of the drawing. In other words, the capacitance region FD of the light receiving element TMI1 having the inverted planar form and the capacitance region FD of the left light receiving element TMI2 are the same. However, the components of the light receiving element TMI other than the capacitance region FD, that is, the photodiode PD and the transfer transistor gate electrode TGE are shared by the light receiving element TMI1 and the light receiving element TMI2 having a pair of inverted planes adjacent to each other. The light receiving element TMI1 and the light receiving element TMI2 are separately provided.

また図32における反転した平面態様を有する受光素子TMI1とそれの左側に関して隣り合う受光素子TMI2との、図32における直下の領域に配置される、リセットトランジスタRMIなどの活性領域ACRについても、チップ領域IMCの主表面にて連続するように形成され、あたかも活性領域ACRを共有するように一体として形成されていてもよい。しかし図示されないが、反転した平面態様を有する受光素子TMI1とそれの左側に関して隣り合う受光素子TMI2との直下の活性領域ACRが互いに不連続であり別個のものとして形成されていてもよい。   Further, the active region ACR such as the reset transistor RMI arranged in the region immediately below in FIG. 32 between the light receiving element TMI1 having an inverted plane mode in FIG. 32 and the light receiving element TMI2 adjacent to the left side thereof is also the chip region. It may be formed continuously on the main surface of the IMC, and may be formed integrally as if sharing the active region ACR. However, although not shown, the active regions ACR immediately below the light receiving element TMI1 having an inverted plane mode and the light receiving element TMI2 adjacent to the left side thereof may be discontinuous and formed separately.

図32においては、たとえば受光素子TMI全体の(図の左右方向の)長さは上記と同様にすべてTR1であるとし、受光素子TMIのフォトダイオードPDの(図の左右方向の)長さは上記と同様にすべてPH1であるとし、容量領域FDの長さは反転、非反転にかかわらずfであるとする。また分割線SPLを跨いでいない領域におけるフォトダイオードPDのエッジの間隔は一定値d1であるとする。   In FIG. 32, for example, the entire length (in the horizontal direction in the figure) of the light receiving element TMI is all TR1 as described above, and the length of the photodiode PD (in the horizontal direction in the figure) of the light receiving element TMI is Similarly, it is assumed that all are PH1, and the length of the capacitor region FD is f regardless of inversion or non-inversion. In addition, it is assumed that the interval between the edges of the photodiode PD in a region that does not cross the dividing line SPL is a constant value d1.

以上の点において本実施の形態は実施の形態1と異なっており、他の点については実施の形態1と同様である。   The present embodiment is different from the first embodiment in the above points, and the other points are the same as those of the first embodiment.

図33(A)、(B)を参照して、図32に示す半導体装置は、分割線SPLを跨ぐ領域における受光素子TMI1の一部(ここではすべて)が他の受光素子TMI2に対して反転するように形成される。具体的には図33の左側の受光素子TMI(受光素子TMI2)とそれに隣り合う受光素子TMI(反転した平面態様を有する受光素子TMI1)とが、低濃度n型領域NR1とn型領域NR2とからなる容量領域FDを共有している。そのため、その真上に形成されるコンタクトCTなども、上記の1対の受光素子TMIの間で共有される。   Referring to FIGS. 33A and 33B, in the semiconductor device shown in FIG. 32, a part (all in this case) of light receiving element TMI1 in the region straddling dividing line SPL is inverted with respect to other light receiving elements TMI2. To be formed. Specifically, the light receiving element TMI on the left side of FIG. 33 (light receiving element TMI2) and the light receiving element TMI adjacent to it (light receiving element TMI1 having an inverted plane mode) are formed of a low-concentration n-type region NR1 and an n-type region NR2. The capacity region FD consisting of is shared. For this reason, the contact CT or the like formed immediately above is also shared between the pair of light receiving elements TMI.

本実施の形態の構成は、たとえば繰り返しピッチや各種の間隔を変更することにより、上記の各実施の形態の構成と適宜組み合わせてもよい。   The configuration of the present embodiment may be appropriately combined with the configuration of each of the above-described embodiments, for example, by changing the repetition pitch or various intervals.

図32および図33が示す本実施の形態の第1例によれば、反転した平面態様を有する受光素子TMI1が形成されることにより、これに隣り合う受光素子TMI2と容量領域FDを共有することが可能となる。このため、仮に反転した平面態様を有する受光素子TMI1が通常の受光素子TMI2として容量領域FDを共有することなく配置された場合に比べて、図の左右方向の占有スペースがd1+fだけ少なくなる。すなわちたとえば図の直線SPLの直右にあるパターンの間隔d2が、d2=2d1+fとなる。   According to the first example of the present embodiment shown in FIGS. 32 and 33, by forming the light receiving element TMI1 having an inverted plane mode, the capacitance region FD is shared with the light receiving element TMI2 adjacent thereto. Is possible. For this reason, the occupied space in the left-right direction in the drawing is reduced by d1 + f as compared with the case where the light receiving element TMI1 having the inverted planar mode is arranged as the normal light receiving element TMI2 without sharing the capacitance region FD. That is, for example, the interval d2 of the pattern immediately to the right of the straight line SPL in the figure is d2 = 2d1 + f.

このように一部の受光素子TMIが容量領域FDを共有することによりスペースが節約されるため、その節約されたスペースを分割線SPLからパターンのエッジまでの距離に充当することができる。したがって上記の各実施の形態と同様に、分割線SPLからパターンのエッジまでの距離をより長くすることができ、パターンの寸法や形状をより安定したものとすることができる。   Since some of the light receiving elements TMI share the capacitance region FD in this way, space is saved, and thus the saved space can be applied to the distance from the dividing line SPL to the edge of the pattern. Therefore, as in the above embodiments, the distance from the dividing line SPL to the edge of the pattern can be made longer, and the pattern size and shape can be made more stable.

また活性領域ACRについても、2つの受光素子TMI用の活性領域ACRを連続させ共有させることにより、これらが不連続である場合に比べて、互いに隣り合う1対の活性領域ACR間の距離を長くすることができる。あるいはたとえばリセットトランジスタRMIとそれに隣り合う選択トランジスタSMIとの間隔を広くすることができ、その広くなった間隔に分割線SPLが位置することもできる。このため活性領域ACRにおけるパターンのエッジと分割線SPLとの距離を長くすることができ、他のトランジスタのパターンの寸法や形状についても安定したものとすることができる。   Also, for the active region ACR, the active region ACR for the two light receiving elements TMI is continuously shared so that the distance between the pair of adjacent active regions ACR is longer than that when the active regions ACR are discontinuous. can do. Alternatively, for example, the interval between the reset transistor RMI and the selection transistor SMI adjacent to the reset transistor RMI can be increased, and the dividing line SPL can be located at the increased interval. For this reason, the distance between the edge of the pattern in the active region ACR and the dividing line SPL can be increased, and the dimensions and shapes of the patterns of other transistors can be stabilized.

図32および図33に示す、本実施の形態の第1例においては反転した平面態様を有する受光素子TMI1のフォトダイオードPDが、分割線SPLを跨ぐように配置されるが、反転した平面態様を有する受光素子TMI1のフォトダイオードPDの長さはたとえば本実施の形態の第1例の特徴を有さないチップ領域IMCのフォトダイオードPDの長さと同じでPH1である。しかし図34および図35を参照して、本実施の形態の第2例においては反転した平面態様を有する受光素子TMI1のフォトダイオードPDの長さPH2がPH1より長くなるように、スペースの節約された分が充当されてもよい。この場合、PH2=PH1+d1+fとすることができる。   In the first example of the present embodiment shown in FIGS. 32 and 33, the photodiode PD of the light receiving element TMI1 having the inverted plane mode is arranged so as to straddle the dividing line SPL. The length of the photodiode PD of the light receiving element TMI1 having the same length as the photodiode PD of the chip region IMC not having the characteristics of the first example of the present embodiment is PH1, for example. However, referring to FIG. 34 and FIG. 35, in the second example of the present embodiment, the space is saved so that the length PH2 of the photodiode PD of the light receiving element TMI1 having the inverted planar aspect is longer than PH1. The portion may be allocated. In this case, PH2 = PH1 + d1 + f.

なお第2例においても、反転した平面態様を有する受光素子TMI1とこれに隣り合う受光素子TMI2とが容量領域FDを共有するように配置されている。また図32の第1例と同様に、たとえば受光素子TMI2全体の(図の左右方向の)長さは上記と同様にすべてTR1であるとし、受光素子TMI2のフォトダイオードPDの(図の左右方向の)長さは上記と同様にすべてPH1であるとし、容量領域FDの長さはfであるとする。また図34においては分割線SPLを跨ぐ領域および分割線SPLを跨いでいない領域のいずれにおいてもフォトダイオードPDのエッジの間隔は一定値d1であるとする。さらに、反転した平面態様を有する受光素子TMI1のフォトダイオードPDの長さPH2が長さPH1より長くなるが、点Aと点Bとの間のピッチは、点Bと点Cとの間のピッチにほぼ等しく、いずれもP1である。   In the second example as well, the light receiving element TMI1 having an inverted plane mode and the light receiving element TMI2 adjacent to the light receiving element TMI2 are arranged so as to share the capacitance region FD. Similarly to the first example of FIG. 32, for example, the entire length (in the horizontal direction in the figure) of the light receiving element TMI2 is all TR1 as described above, and the photodiode PD of the light receiving element TMI2 (in the horizontal direction in the figure) The length of the capacitor region FD is assumed to be f1. In FIG. 34, it is assumed that the interval between the edges of the photodiode PD is a constant value d1 in both the region straddling the dividing line SPL and the region not striding the dividing line SPL. Further, the length PH2 of the photodiode PD of the light receiving element TMI1 having an inverted planar aspect is longer than the length PH1, but the pitch between the point A and the point B is the pitch between the point B and the point C. Are both equal to P1.

このようにすれば、特にフォトダイオードPDが分割線SPLを跨ぐように配置される場合において、分割線SPLからフォトダイオードPDのエッジまでの距離を長くすることができるため、上記の第1例よりさらに優れた作用効果を奏する。   In this way, the distance from the dividing line SPL to the edge of the photodiode PD can be increased particularly when the photodiode PD is arranged so as to straddle the dividing line SPL. Furthermore, it has an excellent effect.

また図32〜図35の第1例および第2例においては、たとえば実施の形態3と同様に、受光素子TMIが分割線SPLを跨ぐように配置される。しかし図36および図37を参照して、本実施の形態の第3例においては、たとえば実施の形態1と同様に、受光素子TMIが分割線SPLを跨がないように配置されている。   In the first example and the second example of FIGS. 32 to 35, for example, similarly to the third embodiment, the light receiving element TMI is arranged so as to straddle the dividing line SPL. However, referring to FIGS. 36 and 37, in the third example of the present embodiment, for example, similarly to the first embodiment, light receiving elements TMI are arranged so as not to straddle dividing line SPL.

第3例においては、分割線SPLを含む領域、すなわち分割線SPLを跨ぐ領域に反転した平面態様を有する受光素子TMI1が配置され、ここでは分割線SPLの延在する図の上下方向に並ぶように反転した平面態様を有する受光素子TMI1が配置されている。第3例においては、たとえば受光素子TMI全体の(図の左右方向の)長さはすべてTR1であるとし、受光素子TMIのフォトダイオードPDの(図の左右方向の)長さはPH1であるとし、容量領域FDの長さは反転、非反転にかかわらずfであるとする。また分割線SPLを跨いでいない領域におけるフォトダイオードPDのエッジの間隔は一定値d1であるとする。   In the third example, a light receiving element TMI1 having a planar aspect inverted in a region including the dividing line SPL, that is, a region straddling the dividing line SPL is arranged, and here is arranged in the vertical direction of the drawing in which the dividing line SPL extends. A light receiving element TMI1 having a planar aspect reversed to is arranged. In the third example, for example, the entire length of the light receiving element TMI (in the horizontal direction in the figure) is TR1, and the length of the photodiode PD (in the horizontal direction in the figure) of the light receiving element TMI is PH1. The length of the capacitor region FD is assumed to be f regardless of inversion or non-inversion. In addition, it is assumed that the interval between the edges of the photodiode PD in a region that does not cross the dividing line SPL is a constant value d1.

第3例においては、反転した平面態様を有する受光素子TMI1とこれに隣り合う受光素子TMI2とが容量領域FDを共有するように配置されることによりスペースが節約された分が、分割線SPLの存在する分割線SPLを跨ぐ領域において隣り合う受光素子TMIの間隔d2を間隔d1より広くすることにより充当される。具体的にはd2=2d1+fとすることができる。   In the third example, the light-receiving element TMI1 having an inverted planar aspect and the light-receiving element TMI2 adjacent to the light-receiving element TMI2 are arranged so as to share the capacitance region FD, and the space saved is the amount of the dividing line SPL. This is achieved by making the interval d2 between the adjacent light receiving elements TMI wider than the interval d1 in the region across the existing dividing line SPL. Specifically, d2 = 2d1 + f.

このようにすれば、分割線SPLがフォトダイオードPDの外側に位置する場合において、分割線SPLからフォトダイオードPDのエッジまでの距離を長くすることができ、上記の第1例などと同様の作用効果を奏する。   In this way, when the dividing line SPL is located outside the photodiode PD, the distance from the dividing line SPL to the edge of the photodiode PD can be increased, and the same action as in the first example and the like described above. There is an effect.

また本来受光素子TMI2が配置される位置に配置される反転した平面態様を有する受光素子TMI1は、基本的に受光素子TMI2と同様に機能する。このため、本実施の形態においてチップ領域IMC全体に形成される受光素子TMIの総数は実質的に減少しない。したがって受光素子TMIが反転することに起因する画質の劣化を排除することができる。   In addition, the light receiving element TMI1 having an inverted planar aspect that is originally disposed at the position where the light receiving element TMI2 is disposed basically functions in the same manner as the light receiving element TMI2. For this reason, in this embodiment, the total number of light receiving elements TMI formed over the entire chip area IMC is not substantially reduced. Therefore, it is possible to eliminate the deterioration of image quality due to the inversion of the light receiving element TMI.

(実施の形態5)
本実施の形態は、基本的に実施の形態4と同様の構成を有し、複数の受光素子TMIが行列状に配置されるうちの1列(のうちの少なくとも一部)について、他の列に配置される受光素子TMIとは異なる態様を有している。しかしながら本実施の形態においては、受光素子の配置において、実施の形態4とは若干の相違がある。以下、図38および図39を参照しながら、本実施の形態の構成および製造方法について説明する。
(Embodiment 5)
The present embodiment basically has the same configuration as that of the fourth embodiment, and one column (at least a part of the columns) in which the plurality of light receiving elements TMI are arranged in a matrix form other columns. This is different from the light receiving element TMI arranged in the above. However, the present embodiment is slightly different from the fourth embodiment in the arrangement of the light receiving elements. Hereinafter, the configuration and manufacturing method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 38 and 39.

図38を参照して、本実施の形態においては、分割線SPLを跨ぐ領域における、すなわち(実施の形態3と同様に)分割線SPLを含む複数の受光素子TMIのうち一部のみが、分割線SPLを跨いでいない領域における、すなわち(実施の形態3と同様に)分割線SPLを含まない受光素子TMIに対して反転した平面態様を有する受光素子TMI1である。この点において、本実施の形態は、分割線SPLを跨ぐ領域における受光素子TMIのすべてが反転した平面態様を有する受光素子TMI1である実施の形態4と異なっている。また図38においては領域Cの図示を省略し領域Aおよび領域Bのみ図示されるが、他の実施の形態と同様に領域Cが存在してもよい。   Referring to FIG. 38, in the present embodiment, only a part of a plurality of light receiving elements TMI in a region straddling dividing line SPL, that is, including dividing line SPL (as in the third embodiment) is divided. This is the light receiving element TMI1 having a planar aspect that is inverted with respect to the light receiving element TMI that does not include the dividing line SPL in a region that does not cross the line SPL, that is, (as in the third embodiment). In this respect, the present embodiment is different from the fourth embodiment in which the light receiving element TMI1 has a planar form in which all of the light receiving elements TMI in the region straddling the dividing line SPL are inverted. In FIG. 38, the region C is not shown and only the region A and the region B are illustrated, but the region C may exist as in the other embodiments.

具体的には、本実施の形態においては、分割線SPLを跨ぐ領域において図の上下方向に並ぶ複数の受光素子TMIは、反転した平面態様を有する受光素子TMI1と受光素子TMI2とが交互に並んでいる。このような配列となるように半導体装置が形成される。   Specifically, in the present embodiment, the plurality of light receiving elements TMI arranged in the vertical direction in the figure in the region straddling the dividing line SPL are alternately arranged with the light receiving elements TMI1 and TMI2 having an inverted plane mode. It is out. A semiconductor device is formed to have such an arrangement.

分割線SPLを跨ぐ領域における受光素子TMI2は、これの図の右側に隣り合う反転した平面態様を有する受光素子TMI1と容量領域FDを共有するように配置される。また分割線SPLを跨ぐ領域における分割線SPLに沿う図の上下方向に関して受光素子TMI2と隣り合う反転した平面態様を有する受光素子TMI1は、これの図の左側に隣り合う受光素子TMI2と容量領域FDを共有するように配置される。したがって、分割線SPLを跨ぐ領域に配置される複数の受光素子TMIと、当該受光素子TMIの図の右側に隣り合う複数の受光素子TMIとに着目すれば、反転した平面態様を有する受光素子TMI1は平面視においていわゆる千鳥状に配置されている。   The light receiving element TMI2 in the region straddling the dividing line SPL is arranged so as to share the capacitance region FD with the light receiving element TMI1 having an inverted planar aspect adjacent to the right side of the drawing. In addition, the light receiving element TMI1 having an inverted planar aspect adjacent to the light receiving element TMI2 in the vertical direction of the drawing along the dividing line SPL in the region straddling the dividing line SPL is adjacent to the light receiving element TMI2 adjacent to the left side of the drawing and the capacitance region FD. Arranged to share. Therefore, if attention is paid to the plurality of light receiving elements TMI arranged in the region straddling the dividing line SPL and the plurality of light receiving elements TMI adjacent to the right side of the light receiving element TMI in the drawing, the light receiving element TMI1 having an inverted planar aspect. Are arranged in a so-called staggered pattern in plan view.

本実施の形態においても基本的には実施の形態4と同様に、反転した平面態様を有する受光素子TMI1の存在に起因する画質の劣化は発生しない。さらに画質の劣化以外のばらつき(変化)を抑制することもできる。このことについて以下に説明する。   Also in the present embodiment, basically, as in the fourth embodiment, image quality deterioration due to the presence of the light receiving element TMI1 having the inverted planar aspect does not occur. Furthermore, variations (changes) other than image quality deterioration can be suppressed. This will be described below.

チップ領域IMCの任意の反転した平面態様を有する受光素子TMI1に着目すれば、図38において、これと図の上下方向および左右方向に関して隣り合う受光素子TMIはすべて受光素子TMI2となっている。このため反転した平面態様を有する受光素子TMI1についても周囲の受光素子TMI2から得られる画像の補間情報を参考に画像情報を供給することができ、固体撮像素子全体としての画質の変化が抑制できる。   If attention is paid to the light receiving element TMI1 having an arbitrary inverted plane aspect of the chip region IMC, in FIG. 38, all the light receiving elements TMI adjacent to this in the vertical direction and the horizontal direction in the figure are the light receiving elements TMI2. For this reason, image information can be supplied to the light receiving element TMI1 having an inverted plane mode with reference to the interpolation information of the image obtained from the surrounding light receiving element TMI2, and the change in the image quality of the entire solid-state imaging element can be suppressed.

図38に示す本実施の形態の第1例においては、たとえば受光素子TMI2全体の長さはTR1であるとし、受光素子TMI2のフォトダイオードPDの長さはPH1であるとする。また隣り合う受光素子TMI2のエッジの間隔はd1であるとする。反転した平面態様を有する受光素子TMI1が隣り合う受光素子TMI2と容量領域FDを共有することにより、図の左右方向に関してd1+fだけスペースが節約される。図38においてはこの分が反転した平面態様を有する受光素子TMI1のフォトダイオードPDの長さに充当されており、たとえば反転した平面態様を有する受光素子TMI1のフォトダイオードPDの長さPH2=PH1+d1+fとなっている。このようにすれば、特に分割線SPLを通るように配置された反転した平面態様を有する受光素子TMI1は、その長さが受光素子TMI2よりも大きくなっているため、分割線SPLと、分割線SPLが位置する受光素子TMI(フォトダイオードPD)のエッジとの距離を長くすることができ、上記と同様の効果を奏する。   In the first example of the present embodiment shown in FIG. 38, for example, it is assumed that the entire length of the light receiving element TMI2 is TR1, and the length of the photodiode PD of the light receiving element TMI2 is PH1. Further, it is assumed that the interval between the edges of the adjacent light receiving elements TMI2 is d1. Since the light receiving element TMI1 having the inverted plane mode shares the capacitance region FD with the adjacent light receiving element TMI2, a space is saved by d1 + f in the horizontal direction of the drawing. In FIG. 38, this amount is applied to the length of the photodiode PD of the light receiving element TMI1 having the inverted planar aspect. For example, the length of the photodiode PD of the light receiving element TMI1 having the inverted planar aspect is PH2 = PH1 + d1 + f It has become. In this way, since the length of the light receiving element TMI1 having an inverted plane configuration arranged so as to pass through the dividing line SPL is larger than that of the light receiving element TMI2, the dividing line SPL and the dividing line The distance from the edge of the light receiving element TMI (photodiode PD) where the SPL is located can be increased, and the same effect as described above can be obtained.

しかし図39を参照して、本実施の形態の第2例においては、反転、非反転にかかわらず分割線SPLが位置する受光素子TMIのフォトダイオードPDの長さに充当させる。すなわち分割線SPLを跨ぐように配置されたすべての受光素子TMI1,TMI2の長さが大きくなっている。このようにすれば、分割線SPLと、分割線SPLが位置するすべての受光素子TMI(フォトダイオードPD)のエッジとの距離を長くすることができる観点から、図38の第1例よりさらに作用効果が大きくなる。   However, referring to FIG. 39, in the second example of the present embodiment, the length of the photodiode PD of the light receiving element TMI where the dividing line SPL is positioned is applied regardless of inversion or non-inversion. That is, the lengths of all the light receiving elements TMI1, TMI2 arranged so as to straddle the dividing line SPL are large. In this way, from the viewpoint that the distance between the dividing line SPL and the edges of all the light receiving elements TMI (photodiode PD) where the dividing line SPL is located can be increased, the operation is more effective than the first example of FIG. The effect is increased.

上記の他にも、たとえば繰り返しピッチや各種の間隔を変更することにより、本実施の形態の構成を、上記の各実施の形態の構成と適宜組み合わせてもよい。   In addition to the above, the configuration of the present embodiment may be appropriately combined with the configuration of each of the above embodiments by, for example, changing the repetition pitch and various intervals.

また本実施の形態においては反転した平面態様を有する受光素子TMI1が千鳥状に配置されるものの、図39のように分割線SPLを跨ぐ受光素子TMIのすべてのフォトダイオードPDの長さを大きくすることにより本実施の作用効果を奏するため、たとえば反転した平面態様を有するTMI1が千鳥状に形成されても、分割線SPLは直線状に位置すればよい。したがって領域Aおよび領域Bの形成用の加工用マスクの端部は直線状に形成すればよいため、加工用マスクを容易に形成することができる。   Further, in the present embodiment, the light receiving elements TMI1 having the inverted planar form are arranged in a staggered manner, but the lengths of all the photodiodes PD of the light receiving elements TMI across the dividing line SPL are increased as shown in FIG. Thus, in order to achieve the operational effect of the present embodiment, for example, even if TMI1 having an inverted planar aspect is formed in a staggered pattern, dividing line SPL only needs to be positioned in a straight line. Therefore, since the end portion of the processing mask for forming the region A and the region B may be formed linearly, the processing mask can be easily formed.

(実施の形態6)
本実施の形態においても、実施の形態4,5と同様に、複数の受光素子TMIが行列状に配置されるうちの1列(のうちの少なくとも一部)について、他の列に配置される受光素子TMIとは異なる態様を有している。しかし本実施の形態の受光素子TMIは反転していない。本実施の形態においては、複数の受光素子TMIが行列状に配置されるうちの1列(のうちの少なくとも一部)における(リセットトランジスタRMIなどの)他のトランジスタとその上層との電気的接続について、上記の他の実施の形態と異なっている。
(Embodiment 6)
Also in the present embodiment, as in the fourth and fifth embodiments, one column (at least a part of them) among the plurality of light receiving elements TMI arranged in a matrix is arranged in another column. It has a mode different from that of the light receiving element TMI. However, the light receiving element TMI of the present embodiment is not inverted. In the present embodiment, electrical connection between another transistor (such as a reset transistor RMI) and its upper layer in one column (at least a part of the plurality) of light receiving elements TMI arranged in a matrix. Is different from the other embodiments described above.

具体的には図40および図41を参照して、他のトランジスタの真上には、そこから周辺に電気信号を伝達するための配線である金属配線Al1,Al2が配置されている。そして分割線SPLを跨いでいない領域における、すなわち分割線SPLを含まない受光素子TMIの直下に配置される他のトランジスタは、ヴィアホールVAにより形成されたコンタクトCTを介在して、金属配線Al1,Al2と電気的に接続されている。しかし分割線SPLを跨ぐ領域における、すなわち分割線SPLを含む受光素子TMIの直下に配置される他のトランジスタは、その真上にコンタクトCTが介在せず、金属配線Al1,Al2と電気的に接続されていない。このような態様となるように半導体装置が形成される。   Specifically, referring to FIG. 40 and FIG. 41, metal wirings Al1 and Al2 which are wirings for transmitting an electric signal from there to the periphery are arranged immediately above the other transistors. The other transistors arranged in the region that does not cross the dividing line SPL, that is, directly below the light receiving element TMI that does not include the dividing line SPL, are connected to the metal wirings Al1, Al via the contact CT formed by the via hole VA. It is electrically connected to Al2. However, other transistors arranged in a region straddling the dividing line SPL, that is, immediately below the light receiving element TMI including the dividing line SPL, are electrically connected to the metal wirings Al1 and Al2 without the contact CT immediately above them. It has not been. A semiconductor device is formed so as to have such an aspect.

上記の各実施の形態におけるチップ領域IMCの概略平面図においては、他のトランジスタと電気的に接続されるコンタクトCTの図示は省略されているが、図40の本実施の形態においては、コンタクトCTの有無を明確にするためにこれを図示している。   In the schematic plan view of the chip region IMC in each of the above embodiments, the contact CT electrically connected to other transistors is not shown, but in the present embodiment of FIG. 40, the contact CT This is shown in order to clarify the presence or absence.

なお図40および図41においては基本的にチップ領域IMCに配置される受光素子TMIのサイズ、間隔および繰り返しピッチはすべてほぼ同一とされているが、上記の他の実施の形態と同様にこれらを適宜変更してもよい。本実施の形態の構成を、上記の他の実施の形態の構成と適宜組み合わせてもよい。   In FIG. 40 and FIG. 41, the size, interval, and repetition pitch of the light receiving elements TMI arranged in the chip region IMC are basically the same, but these are the same as in the other embodiments described above. You may change suitably. The configuration of this embodiment may be combined with the configurations of the other embodiments described above as appropriate.

分割線SPLを跨ぐ領域の受光素子TMIが上層の配線Al1,Al2と電気的に接続されなくなるため、当該受光素子TMIは受光素子として機能しない。このため、図の左右方向に関して分割線SPLを跨ぐ領域の受光素子TMIに隣り合う受光素子TMIのパターンと分割線SPLとの距離が、実質的に分割線SPLと受光素子TMIとの最短距離になる。   Since the light receiving element TMI in the region straddling the dividing line SPL is not electrically connected to the upper wirings Al1 and Al2, the light receiving element TMI does not function as a light receiving element. For this reason, the distance between the pattern of the light receiving element TMI adjacent to the light receiving element TMI in the region straddling the dividing line SPL and the dividing line SPL in the horizontal direction in the figure is substantially the shortest distance between the dividing line SPL and the light receiving element TMI. Become.

このためたとえ分割線SPLを跨ぐ領域の受光素子TMIが、分割線SPLに近いことに起因するパターンの寸法形状などの不具合を生じたとしても、それに隣り合う受光素子TMIとの距離が確保されているため、上記の不具合をより確実に抑制することができる。   For this reason, even if the light receiving element TMI in the region straddling the dividing line SPL has a defect such as a dimensional shape of the pattern caused by being close to the dividing line SPL, a distance from the adjacent light receiving element TMI is secured. Therefore, the above problems can be more reliably suppressed.

なお、本実施の形態においては実質的に分割線SPLを跨ぐ領域には受光素子TMIが存在しない状態になるとはいえ、半導体装置の微細化が進んでおり当該繰り返しピッチおよび間隔の絶対値は非常に小さいため、半導体装置の集積化にはほとんど影響しない。   In the present embodiment, although the light receiving element TMI does not exist in the region substantially straddling the dividing line SPL, the semiconductor device has been miniaturized and the absolute value of the repetitive pitch and interval is extremely high. Therefore, the integration of the semiconductor device is hardly affected.

最後に、一実施の形態の要点(上位概念)について、図42および図43を参照しながら説明する。   Finally, the main points (superordinate concept) of the embodiment will be described with reference to FIGS. 42 and 43. FIG.

図42を参照して、一実施の形態の半導体装置(固体撮像素子)としてのチップ領域IMCは、半導体基板SUBの主表面に行列状に配置された複数の受光素子TMIを有している。受光素子TMIは、光電変換領域としてのフォトダイオードPDを含んでいる。その一部の領域において、受光素子TMIのピッチP2が、一部の領域以外の他の領域における受光素子TMIの繰り返しピッチP1よりも大きい。その結果として、一部の領域において、受光素子TMIの間隔d2は、一部の領域以外の他の領域における受光素子TMIの間隔d1よりも大きい。   Referring to FIG. 42, a chip region IMC as a semiconductor device (solid-state imaging device) of one embodiment has a plurality of light receiving elements TMI arranged in a matrix on the main surface of the semiconductor substrate SUB. The light receiving element TMI includes a photodiode PD as a photoelectric conversion region. In the partial region, the pitch P2 of the light receiving elements TMI is larger than the repetition pitch P1 of the light receiving elements TMI in other regions other than the partial region. As a result, in some areas, the distance d2 between the light receiving elements TMI is larger than the distance d1 between the light receiving elements TMI in other areas other than the some areas.

図43を参照して、一実施の形態の半導体装置(固体撮像素子)としてのチップ領域IMCは、半導体基板SUBの主表面に行列状に配置された複数の受光素子TMIを有している。受光素子TMIは、光電変換領域としてのフォトダイオードPDを含んでいる。行列状に配置された受光素子TMI(フォトダイオードPD)は、その一部の領域、たとえば図中斜線にて示す1列において、他の領域と異なる態様を有している。たとえば一部の領域における受光素子TMIは、一部の領域以外の他の領域における受光素子TMIに対して反転した平面態様を有する。あるいは一部の領域における受光素子TMIは、当該受光素子TMIからの電気信号が転送される他のトランジスタが、上層の配線と接続されておらず、一部の領域以外の他の領域における受光素子TMIは、当該受光素子TMIからの電気信号が転送される他のトランジスタが、上層の配線と接続されている。   Referring to FIG. 43, a chip region IMC as a semiconductor device (solid-state imaging device) of one embodiment has a plurality of light receiving elements TMI arranged in a matrix on the main surface of the semiconductor substrate SUB. The light receiving element TMI includes a photodiode PD as a photoelectric conversion region. The light receiving elements TMI (photodiodes PD) arranged in a matrix have a mode different from the other areas in a part of the area, for example, one row indicated by hatching in the drawing. For example, the light receiving element TMI in a part of the region has a planar form inverted with respect to the light receiving element TMI in a region other than the part of the region. Alternatively, the light receiving element TMI in a part of the region is not connected to an upper layer wiring in which another transistor to which an electric signal from the light receiving element TMI is transferred, and the light receiving element in another region other than the part of the region In the TMI, another transistor to which an electric signal from the light receiving element TMI is transferred is connected to an upper layer wiring.

その他、実施の形態に記載された内容の一部を以下に記載する。
(1)半導体装置の製造方法は、まず主表面を有する半導体基板が準備される。上記主表面の第1の領域に行列状に配置される複数の受光素子が露光形成される。上記主表面の、第1の領域と隣り合う第2の領域に行列状に配置される複数の受光素子が露光形成される。上記第2の領域に受光素子が露光形成される工程においては、複数の受光素子が並ぶ第1の方向に沿うように延在する、第1の領域と前記第2の領域との境界に分割線が位置する。分割線を跨ぐように配置された複数の受光素子のうち少なくとも一部は、第1の領域における分割線を跨いでいない受光素子に対して反転した平面態様を有する受光素子である。
In addition, a part of the contents described in the embodiment will be described below.
(1) In the method for manufacturing a semiconductor device, first, a semiconductor substrate having a main surface is prepared. A plurality of light receiving elements arranged in a matrix in the first region of the main surface is formed by exposure. A plurality of light receiving elements arranged in a matrix in the second region adjacent to the first region on the main surface is formed by exposure. In the step of exposing and forming the light receiving element in the second region, the light receiving element is divided into boundaries between the first region and the second region extending along the first direction in which the plurality of light receiving elements are arranged. The line is located. At least a part of the plurality of light receiving elements arranged so as to straddle the dividing line is a light receiving element having a planar aspect inverted with respect to the light receiving elements not straddling the dividing line in the first region.

(2)(1)の半導体装置の製造方法において、分割線を跨ぐように配置された複数の受光素子は、第1の方向に関して連続して反転した平面態様を有する受光素子である。   (2) In the method of manufacturing a semiconductor device according to (1), the plurality of light receiving elements arranged so as to straddle the dividing line are light receiving elements having a planar aspect continuously inverted with respect to the first direction.

(3)(1)の半導体装置の製造方法において、分割線を跨ぐように配置された複数の受光素子は、第1の方向に関して、反転した平面態様を有する受光素子と、反転した平面態様を有する受光素子でない反転していない受光素子とが交互に並ぶ。   (3) In the method of manufacturing a semiconductor device according to (1), the plurality of light receiving elements arranged so as to straddle the dividing line have a light receiving element having an inverted plane mode and an inverted plane mode with respect to the first direction. Non-inverted light receiving elements that are not light receiving elements are alternately arranged.

(4)(2)または(3)の半導体装置の製造方法において、受光素子は、光電変換領域と、光電変換領域が出力する電荷を電圧信号に変換するための容量領域とを含む。反転した平面態様を有する受光素子は、第1の方向に交差する第2の方向に関して反転した平面態様を有する受光素子と隣り合う反転していない受光素子と、容量領域を共有する。   (4) In the method for manufacturing a semiconductor device according to (2) or (3), the light receiving element includes a photoelectric conversion region and a capacitor region for converting the charge output from the photoelectric conversion region into a voltage signal. The light receiving element having the inverted planar aspect shares the capacitance region with the non-inverted light receiving element adjacent to the light receiving element having the planar aspect inverted with respect to the second direction intersecting the first direction.

(5)半導体装置は、半導体基板と、複数の受光素子と、他のトランジスタと、配線とを備える。半導体基板は主表面を有する。複数の受光素子は、上記主表面に配置される。他のトランジスタは、受光素子からの電気信号を受信する。配線は、上記他のトランジスタから周辺に電気信号を伝達する。上記受光素子は光電変換領域を含む。複数の受光素子が行列状に配置される領域内において、複数の受光素子が並ぶ第1の方向に沿うように延在する分割線SPLを跨ぐ領域における他のトランジスタは、配線と電気的に接続されない。上記分割線SPLを跨ぐ領域以外の分割線SPLを跨いでいない領域における他のトランジスタは配線と電気的に接続される。   (5) The semiconductor device includes a semiconductor substrate, a plurality of light receiving elements, another transistor, and a wiring. The semiconductor substrate has a main surface. The plurality of light receiving elements are arranged on the main surface. The other transistor receives an electrical signal from the light receiving element. The wiring transmits an electrical signal from the other transistor to the periphery. The light receiving element includes a photoelectric conversion region. In the region where the plurality of light receiving elements are arranged in a matrix, other transistors in the region straddling the dividing line SPL extending along the first direction in which the plurality of light receiving elements are arranged are electrically connected to the wiring. Not. Other transistors in the region not straddling the dividing line SPL other than the region straddling the dividing line SPL are electrically connected to the wiring.

(6)半導体装置の製造方法は、まず主表面を有する半導体基板が準備される。上記主表面の第1の領域に行列状に配置される複数の受光素子が露光形成される。上記主表面の、第1の領域と隣り合う第2の領域に行列状に配置される複数の受光素子が露光形成される。上記受光素子は光電変換領域を含む。上記受光素子からの電気信号を受信する他のトランジスタと、他のトランジスタから周辺に電気信号を伝達する配線とがさらに形成される。上記第2の領域に受光素子が露光形成される工程においては、複数の受光素子が並ぶ第1の方向に沿うように延在し第1の領域と第2の領域との境界となる分割線が位置する。複数の受光素子が行列状に配置される領域内において、複数の受光素子が並ぶ第1の方向に沿うように延在する分割線SPLを跨ぐ領域における他のトランジスタは、配線と電気的に接続されない。上記分割線SPLを跨ぐ領域以外の分割線SPLを跨いでいない領域における他のトランジスタは配線と電気的に接続される。   (6) In the semiconductor device manufacturing method, first, a semiconductor substrate having a main surface is prepared. A plurality of light receiving elements arranged in a matrix in the first region of the main surface is formed by exposure. A plurality of light receiving elements arranged in a matrix in the second region adjacent to the first region on the main surface is formed by exposure. The light receiving element includes a photoelectric conversion region. Another transistor that receives an electric signal from the light receiving element and a wiring that transmits the electric signal from the other transistor to the periphery are further formed. In the step of exposing and forming the light receiving element in the second region, a dividing line that extends along the first direction in which the plurality of light receiving elements are arranged and serves as a boundary between the first region and the second region Is located. In the region where the plurality of light receiving elements are arranged in a matrix, other transistors in the region straddling the dividing line SPL extending along the first direction in which the plurality of light receiving elements are arranged are electrically connected to the wiring. Not. Other transistors in the region not straddling the dividing line SPL other than the region straddling the dividing line SPL are electrically connected to the wiring.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

ACR 活性領域、Al1,Al2 金属配線、AMI 増幅トランジスタ、CT コンタクト、VA ヴィアホール、COL カラーフィルタ、DLR ダイシングライン領域、EDG エッジ、FD 容量領域、FLM 薄膜、II 層間絶縁膜、IMC チップ領域、MK マーク、NF シリコン窒化膜、NR1 低濃度n型領域、NR2 n型領域、NWL n型不純物領域、ORG 有機系平坦化膜、OX シリコン酸化膜、PD フォトダイオード、PHR フォトレジスト、PMI 周辺回路、PWL p型ウェル領域、RMI リセットトランジスタ、SMI 選択トランジスタ、SPL 分割線、SPT 素子分離領域、SW 半導体ウェハ、SWI 側壁絶縁膜、TGE 転送トランジスタ用ゲート電極、TMI,TMI2 受光素子、TMI1 反転した平面態様を有する受光素子。   ACR active region, Al1, Al2 metal wiring, AMI amplification transistor, CT contact, VA via hole, COL color filter, DLR dicing line region, EDG edge, FD capacitance region, FLM thin film, II interlayer insulating film, IMC chip region, MK Mark, NF silicon nitride film, NR1 low concentration n-type region, NR2 n-type region, NWL n-type impurity region, ORG organic planarization film, OX silicon oxide film, PD photodiode, PHR photoresist, PMI peripheral circuit, PWL p-type well region, RMI reset transistor, SMI selection transistor, SPL dividing line, SPT element isolation region, SW semiconductor wafer, SWI sidewall insulating film, TGE transfer transistor gate electrode, TMI, TMI2 light receiving element, T Receiving element having I1 inverted planar manner.

Claims (12)

主表面を有する半導体基板と、
前記主表面に配置された複数の受光素子とを備え、
複数の前記受光素子が配置される領域内に、複数の前記受光素子が行列状に配置される第1の領域と、前記第1の領域と隣り合い、複数の前記受光素子が行列状に配置される第2の領域とを含み、
前記第1の領域と前記第2の領域との境界に、第1の方向に沿うように延在する分割線が位置し、
前記分割線を跨いで隣り合う前記第1の領域の前記受光素子と前記第2の領域の前記受光素子との間のピッチは、前記第1の領域において前記第1の方向に交差する第2の方向に隣り合うように並ぶ複数の前記受光素子との間の繰り返しピッチよりも大きい、半導体装置。
A semiconductor substrate having a main surface;
A plurality of light receiving elements arranged on the main surface,
In a region where the plurality of light receiving elements are arranged, a first region where the plurality of light receiving elements are arranged in a matrix, and adjacent to the first region, and the plurality of light receiving elements are arranged in a matrix A second region to be
A dividing line extending along the first direction is located at the boundary between the first region and the second region,
A pitch between the light receiving element in the first region and the light receiving element in the second region adjacent to each other across the dividing line is a second crossing the first direction in the first region. A semiconductor device having a pitch larger than a repetitive pitch between the plurality of light receiving elements arranged adjacent to each other in the direction.
前記分割線を跨いで隣り合う前記受光素子の前記第2の方向の間隔は、前記第1の領域において隣り合う前記受光素子の前記第2の方向の間隔よりも大きい、請求項1に記載の半導体装置。   2. The interval in the second direction between the light receiving elements adjacent to each other across the dividing line is greater than the interval in the second direction between the light receiving elements adjacent in the first region. Semiconductor device. 前記ピッチは前記繰り返しピッチの2倍以上である、請求項1に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the pitch is twice or more the repetition pitch. 前記受光素子は光電変換領域を含み、
前記受光素子が前記分割線を跨ぐように配置され、
前記分割線を跨ぐように配置された前記受光素子の前記光電変換領域の、前記第2の方向の長さは、前記第1の領域における前記分割線を跨いでいない前記受光素子の前記光電変換領域の、前記第2の方向の長さよりも大きい、請求項1に記載の半導体装置。
The light receiving element includes a photoelectric conversion region,
The light receiving element is disposed so as to straddle the dividing line,
The length in the second direction of the photoelectric conversion region of the light receiving element arranged so as to straddle the dividing line is the photoelectric conversion of the light receiving element that does not straddle the dividing line in the first region. The semiconductor device according to claim 1, wherein the region is longer than a length in the second direction.
主表面を有する半導体基板を準備する工程と、
前記主表面の第1の領域に行列状に配置される複数の受光素子を露光形成する工程と、
前記主表面の、前記第1の領域と隣り合う第2の領域に行列状に配置される複数の受光素子を露光形成する工程とを備え、
前記第2の領域に受光素子を露光形成する工程においては、複数の前記受光素子が並ぶ第1の方向に沿うように延在する、前記第1の領域と前記第2の領域との境界となる分割線が位置し、
前記分割線を跨いで隣り合う前記第1の領域の前記受光素子と前記第2の領域の前記受光素子との間のピッチは、前記第1の領域において前記第1の方向に交差する第2の方向に隣り合うように並ぶ複数の前記受光素子との間の繰り返しピッチよりも大きい、半導体装置の製造方法。
Preparing a semiconductor substrate having a main surface;
Exposing and forming a plurality of light receiving elements arranged in a matrix in the first region of the main surface;
A step of exposing and forming a plurality of light receiving elements arranged in a matrix in a second region adjacent to the first region of the main surface,
In the step of exposing and forming the light receiving element in the second region, a boundary between the first region and the second region extending along a first direction in which the plurality of light receiving elements are arranged The dividing line becomes
A pitch between the light receiving element in the first region and the light receiving element in the second region adjacent to each other across the dividing line is a second crossing the first direction in the first region. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the pitch is larger than a repetitive pitch between the plurality of light receiving elements arranged adjacent to each other in the direction.
前記分割線を跨いで隣り合う前記受光素子の前記第2の方向の間隔は、前記第1の領域において隣り合う前記受光素子の前記第2の方向の間隔よりも大きい、請求項5に記載の半導体装置の製造方法。   6. The interval in the second direction between the light receiving elements adjacent to each other across the dividing line is larger than the interval in the second direction between the light receiving elements adjacent in the first region. A method for manufacturing a semiconductor device. 前記ピッチは前記繰り返しピッチの2倍以上である、、請求項5に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the pitch is twice or more the repetition pitch. 前記受光素子は光電変換領域を含み、
前記受光素子が前記分割線を跨ぐように配置され、
前記分割線を跨ぐように配置された前記受光素子の前記光電変換領域の、前記第2の方向の長さは、前記第1の領域における前記分割線を跨いでいない前記受光素子の前記光電変換領域の、前記第2の方向の長さよりも大きい、請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
The light receiving element includes a photoelectric conversion region,
The light receiving element is disposed so as to straddle the dividing line,
The length in the second direction of the photoelectric conversion region of the light receiving element arranged so as to straddle the dividing line is the photoelectric conversion of the light receiving element that does not straddle the dividing line in the first region. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the region is longer than a length in the second direction.
主表面を有する半導体基板と、
前記主表面に配置された複数の受光素子とを備え、
複数の前記受光素子が配置される領域内に、複数の前記受光素子が行列状に配置される第1の領域と、前記第1の領域と隣り合い、複数の前記受光素子が行列状に配置される第2の領域とを含み、
前記第1の領域と前記第2の領域との境界に、第1の方向に沿うように延在する分割線が位置し、
前記分割線を跨ぐように配置された複数の前記受光素子のうち少なくとも一部は、前記第1の領域における前記分割線を跨いでいない前記受光素子に対して反転した平面態様を有する受光素子である、半導体装置。
A semiconductor substrate having a main surface;
A plurality of light receiving elements arranged on the main surface,
In a region where the plurality of light receiving elements are arranged, a first region where the plurality of light receiving elements are arranged in a matrix, and adjacent to the first region, and the plurality of light receiving elements are arranged in a matrix A second region to be
A dividing line extending along the first direction is located at the boundary between the first region and the second region,
At least a part of the plurality of light receiving elements arranged so as to straddle the dividing line is a light receiving element having a planar aspect that is inverted with respect to the light receiving element that does not straddle the dividing line in the first region. A semiconductor device.
前記分割線を跨ぐように配置された複数の前記受光素子は、前記第1の方向に関して連続して前記反転した平面態様を有する受光素子である、請求項9に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 9, wherein the plurality of light receiving elements arranged so as to straddle the dividing line are light receiving elements having the inverted planar aspect continuously with respect to the first direction. 前記分割線を跨ぐように配置された複数の前記受光素子は、前記第1の方向に関して、前記反転した平面態様を有する受光素子と、前記反転した平面態様を有する受光素子でない反転していない受光素子とが交互に並ぶ、請求項9に記載の半導体装置。   The plurality of light receiving elements arranged so as to straddle the dividing line are light receiving elements that are not inverted light receiving elements that have the inverted planar aspect and light receiving elements that have the inverted planar aspect with respect to the first direction. The semiconductor device according to claim 9, wherein the elements are alternately arranged. 前記受光素子は、光電変換領域と、前記光電変換領域が出力する電荷を電圧信号に変換するための容量領域とを含み、
前記反転した平面態様を有する受光素子は、前記第1の方向に交差する第2の方向に関して前記反転した平面態様を有する受光素子と隣り合う前記反転していない受光素子と、前記容量領域を共有する、請求項10または11に記載の半導体装置。
The light receiving element includes a photoelectric conversion region, and a capacitance region for converting a charge output from the photoelectric conversion region into a voltage signal,
The light receiving element having the inverted planar aspect shares the capacitance region with the non-inverted light receiving element adjacent to the light receiving element having the inverted planar aspect with respect to the second direction intersecting the first direction. The semiconductor device according to claim 10 or 11.
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