JP2017126678A - Solid-state image pickup device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device capable of suppressing occurrence of flare and ghost, and a method for manufacturing the same.SOLUTION: According to one embodiment, a solid-state image pickup device is provided. The solid-state image pickup according to an embodiment includes a photoelectric conversion element and a wiring layer. The photoelectric conversion element is provided in a semiconductor layer and receives light incident from one surface side of the semiconductor layer. The wiring layer has a first wiring pattern in which a plurality of linear wirings are arranged in parallel in a planar direction of the semiconductor layer with a predetermined space therebetween at a position facing the photoelectric conversion element on the other surface side of the semiconductor layer.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明の実施形態は、固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a solid-state imaging device and a method for manufacturing the solid-state imaging device.

従来、入射する光を光電変換する複数の光電変換素子が設けられる半導体層と、半導体層の受光面側とは逆の面側に設けられる配線層とを備える裏面照射型の固体撮像装置がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a back-illuminated solid-state imaging device that includes a semiconductor layer provided with a plurality of photoelectric conversion elements that photoelectrically convert incident light and a wiring layer provided on the side opposite to the light-receiving surface side of the semiconductor layer. .

かかる固体撮像装置では、光電変換素子へ入射した光が、光電変換素子を透過して配線層へ到達することがある。そして、かかる固体撮像装置では、配線に反射した光が迷光となって再び光電変換素子に入り込むことによりフレアやゴーストが発生する。   In such a solid-state imaging device, light incident on the photoelectric conversion element may pass through the photoelectric conversion element and reach the wiring layer. In such a solid-state imaging device, flare and ghost are generated when the light reflected by the wiring becomes stray light and enters the photoelectric conversion element again.

特開2010−212635号公報JP 2010-212635 A

一つの実施形態は、フレアやゴーストの発生を抑制することができる固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。   An object of one embodiment is to provide a solid-state imaging device and a method for manufacturing the solid-state imaging device that can suppress the occurrence of flare and ghost.

一つの実施形態によれば、固体撮像装置が提供される。実施形態に係る固体撮像装置は、光電変換素子と配線層とを備える。光電変換素子は、半導体層に設けられ、半導体層の一方の面側から入射する光を受光する。配線層は、半導体層の他方の面側で光電変換素子と対向する位置に、直線状の配線が半導体層の面方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置される第1の配線パターンを有する。   According to one embodiment, a solid-state imaging device is provided. The solid-state imaging device according to the embodiment includes a photoelectric conversion element and a wiring layer. The photoelectric conversion element is provided in the semiconductor layer and receives light incident from one surface side of the semiconductor layer. The wiring layer has a first wiring pattern in which a plurality of linear wirings are arranged in parallel at a predetermined interval in the surface direction of the semiconductor layer at a position facing the photoelectric conversion element on the other surface side of the semiconductor layer. Have.

図1は、第1の実施形態に係る固体撮像装置を備えるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a digital camera including the solid-state imaging device according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the solid-state imaging device according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態に係る画素アレイの模式的な断面を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic cross section of the pixel array according to the first embodiment. 図4は、第1の実施形態に係る固体撮像装置が備える配線層における配線の配置関係を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a wiring arrangement relationship in a wiring layer included in the solid-state imaging device according to the first embodiment. 図5は、第1の実施形態に係る比較用の固体撮像装置が備える配線層における配線パターンの配置関係を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a wiring pattern arrangement relationship in a wiring layer included in the comparative solid-state imaging device according to the first embodiment. 図6は、第1の実施形態に係る固体撮像装置が備える配線層の、500nmから800nmの波長領域における反射率を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the reflectance in the wavelength region from 500 nm to 800 nm of the wiring layer included in the solid-state imaging device according to the first embodiment. 図7は、第1の実施形態に係る固体撮像装置が備える配線層の、500nmから800nmの波長領域における透過率を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the transmittance in the wavelength region from 500 nm to 800 nm of the wiring layer included in the solid-state imaging device according to the first embodiment. 図8は、第1の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程の断面視による説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a cross-sectional view of the manufacturing process of the solid-state imaging device according to the first embodiment. 図9は、第1の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程の断面視による説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the solid-state imaging device according to the first embodiment in a cross-sectional view. 図10は、第1の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程の断面視による説明図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the solid-state imaging device according to the first embodiment. 図11は、第1の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程の断面視による説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram in a cross-sectional view of the manufacturing process of the solid-state imaging device according to the first embodiment. 図12は、第2の実施形態に係る画素アレイの模式的な断面を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a schematic cross section of a pixel array according to the second embodiment. 図13は、第2の実施形態に係る画素アレイが備える配線層における配線の配置関係を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a wiring arrangement relationship in a wiring layer included in the pixel array according to the second embodiment. 図14は、第2の実施形態に係る固体撮像装置が備える配線層の、500nmから800nmの波長領域における透過率を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating the transmittance in the wavelength region from 500 nm to 800 nm of the wiring layer included in the solid-state imaging device according to the second embodiment. 図15は、第2の実施形態に係る画素アレイの模式的な断面を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a schematic cross section of a pixel array according to the second embodiment. 図16は、第3の実施形態に係る固体撮像装置が備える配線層における配線の配置関係を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a wiring arrangement relationship in a wiring layer included in the solid-state imaging device according to the third embodiment. 図17は、第3の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程の断面視による説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the solid-state imaging device according to the third embodiment in a cross-sectional view. 図18は、第3の実施形態に係る固体撮像装置の製造工程の断面視による説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the solid-state imaging device according to the third embodiment in a cross-sectional view. 図19は、第1、第2および第3の実施形態に係る固体撮像装置が適用されたカメラモジュールに設けられる光学系の概略構成を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an optical system provided in a camera module to which the solid-state imaging device according to the first, second, and third embodiments is applied.

以下に添付図面を参照して、実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法について詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。   Exemplary embodiments of a solid-state imaging device and a method for manufacturing the solid-state imaging device will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る固体撮像装置14を備えるデジタルカメラ1の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、デジタルカメラ1は、カメラモジュール11と後段処理部12とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a digital camera 1 including the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the digital camera 1 includes a camera module 11 and a post-processing unit 12.

カメラモジュール11は、撮像光学系13と固体撮像装置14とを備える。撮像光学系13は、被写体からの光を取り込み、被写体像を結像させる。固体撮像装置14は、撮像光学系13によって結像される被写体像を撮像し、撮像によって得られた画像信号を後段処理部12へ出力する。かかるカメラモジュール11は、デジタルカメラ1以外に、例えば、カメラ付き携帯端末などの電子機器に適用される。   The camera module 11 includes an imaging optical system 13 and a solid-state imaging device 14. The imaging optical system 13 takes in light from a subject and forms a subject image. The solid-state imaging device 14 captures a subject image formed by the imaging optical system 13 and outputs an image signal obtained by the imaging to the post-processing unit 12. In addition to the digital camera 1, the camera module 11 is applied to an electronic device such as a mobile terminal with a camera.

後段処理部12は、ISP(Image Signal Processor)15、記憶部16および表示部17を備える。ISP15は、固体撮像装置14から入力される画像信号の信号処理を行う。かかるISP15は、例えば、ノイズ除去処理、欠陥画素補正処理、解像度変換処理などの高画質化処理を行う。   The post-processing unit 12 includes an ISP (Image Signal Processor) 15, a storage unit 16, and a display unit 17. The ISP 15 performs signal processing of the image signal input from the solid-state imaging device 14. The ISP 15 performs high image quality processing such as noise removal processing, defective pixel correction processing, and resolution conversion processing.

そして、ISP15は、信号処理後の画像信号を記憶部16、表示部17およびカメラモジュール11内の固体撮像装置14が備える後述の信号処理回路21(図2参照)へ出力する。ISP15からカメラモジュール11へフィードバックされる画像信号は、固体撮像装置14の調整や制御に用いられる。   Then, the ISP 15 outputs the image signal after the signal processing to the signal processing circuit 21 (see FIG. 2) described later provided in the storage unit 16, the display unit 17, and the solid-state imaging device 14 in the camera module 11. An image signal fed back from the ISP 15 to the camera module 11 is used for adjustment and control of the solid-state imaging device 14.

記憶部16は、ISP15から入力される画像信号を画像として記憶する。また、記憶部16は、記憶した画像の画像信号をユーザの操作などに応じて表示部17へ出力する。表示部17は、ISP15あるいは記憶部16から入力される画像信号に応じて画像を表示する。かかる表示部17は、例えば、液晶ディスプレイなどである。   The storage unit 16 stores the image signal input from the ISP 15 as an image. In addition, the storage unit 16 outputs an image signal of the stored image to the display unit 17 according to a user operation or the like. The display unit 17 displays an image according to an image signal input from the ISP 15 or the storage unit 16. The display unit 17 is, for example, a liquid crystal display.

次に、図2を参照しながらカメラモジュール11が備える固体撮像装置14について説明する。図2は、実施形態に係る固体撮像装置14の概略構成を示すブロック図である。図2に示すように、固体撮像装置14は、イメージセンサ20と、信号処理回路21とを備える。   Next, the solid-state imaging device 14 included in the camera module 11 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the solid-state imaging device 14 according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the solid-state imaging device 14 includes an image sensor 20 and a signal processing circuit 21.

ここでは、イメージセンサ20が、入射光を光電変換する光電変換素子における入射光が入射する面とは逆の面側に配線層が形成される所謂裏面照射型CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサである場合について説明する。なお、第1の実施形態に係るイメージセンサ20は、裏面照射型CMOSイメージセンサに限定するものではなく、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ等といった任意のイメージセンサであってもよい。   Here, the image sensor 20 is a so-called backside-illuminated CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor in which a wiring layer is formed on the surface opposite to the surface on which incident light enters in a photoelectric conversion element that photoelectrically converts incident light. The case where it is is demonstrated. Note that the image sensor 20 according to the first embodiment is not limited to the back-illuminated CMOS image sensor, and may be any image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor.

イメージセンサ20は、周辺回路22と、画素アレイ23とを備える。また、周辺回路22は、垂直シフトレジスタ24、タイミング制御部25、CDS(相関二重サンプリング)26、ADC(アナログデジタル変換部)27、およびラインメモリ28を備え、これらは主にアナログ回路で構成される。   The image sensor 20 includes a peripheral circuit 22 and a pixel array 23. The peripheral circuit 22 includes a vertical shift register 24, a timing control unit 25, a CDS (correlated double sampling) 26, an ADC (analog / digital conversion unit) 27, and a line memory 28, and these are mainly configured by analog circuits. Is done.

画素アレイ23は、イメージセンサ20の撮像領域に設けられる。かかる画素アレイ23には、撮像画像の各画素に対応する複数の光電変換素子が、水平方向(行方向)および垂直方向(列方向)へ2次元アレイ状(マトリックス状)に配置されている。そして、画素アレイ23は、各画素に対応する各光電変換素子が入射光量に応じた信号電荷(例えば、電子)を発生させて蓄積する。   The pixel array 23 is provided in the imaging region of the image sensor 20. In the pixel array 23, a plurality of photoelectric conversion elements corresponding to each pixel of the captured image are arranged in a two-dimensional array (matrix) in the horizontal direction (row direction) and the vertical direction (column direction). In the pixel array 23, each photoelectric conversion element corresponding to each pixel generates and accumulates signal charges (for example, electrons) corresponding to the amount of incident light.

タイミング制御部25は、垂直シフトレジスタ24、CDS26、ADC27およびラインメモリ28に対して動作タイミングの基準となるパルス信号を出力する処理部である。垂直シフトレジスタ24は、アレイ(行列)状に2次元配列された複数の光電変換素子の中から信号電荷を読み出す光電変換素子を行単位で順次選択するための選択信号を画素アレイ23へ出力する処理部である。   The timing control unit 25 is a processing unit that outputs a pulse signal serving as a reference for operation timing to the vertical shift register 24, the CDS 26, the ADC 27, and the line memory 28. The vertical shift register 24 outputs to the pixel array 23 a selection signal for sequentially selecting photoelectric conversion elements for reading out signal charges from a plurality of photoelectric conversion elements two-dimensionally arranged in an array (matrix). It is a processing unit.

画素アレイ23は、垂直シフトレジスタ24から入力される選択信号によって行単位で選択される各光電変換素子に蓄積された信号電荷を、各画素の輝度を示す画素信号として光電変換素子からCDS26へ出力する。なお、画素アレイ23の構成については、図3を参照して後述する。   The pixel array 23 outputs the signal charge accumulated in each photoelectric conversion element selected in units of rows by the selection signal input from the vertical shift register 24 from the photoelectric conversion element to the CDS 26 as a pixel signal indicating the luminance of each pixel. To do. The configuration of the pixel array 23 will be described later with reference to FIG.

CDS26は、画素アレイ23から入力される画素信号から、相関二重サンプリングによってノイズを除去してADC27へ出力する処理部である。ADC27は、CDS26から入力されるアナログの画素信号をデジタルの画素信号へ変換してラインメモリ28へ出力する処理部である。ラインメモリ28は、ADC27から入力される画素信号を一時的に保持し、画素アレイ23における光電変換素子の行毎に信号処理回路21へ出力する処理部である。   The CDS 26 is a processing unit that removes noise from the pixel signal input from the pixel array 23 by correlated double sampling and outputs the noise to the ADC 27. The ADC 27 is a processing unit that converts an analog pixel signal input from the CDS 26 into a digital pixel signal and outputs the digital pixel signal to the line memory 28. The line memory 28 is a processing unit that temporarily holds the pixel signal input from the ADC 27 and outputs the pixel signal to the signal processing circuit 21 for each row of photoelectric conversion elements in the pixel array 23.

信号処理回路21は、ラインメモリ28から入力される画素信号に対して所定の信号処理を行って後段処理部12へ出力する処理部であり、主にデジタル回路で構成される。信号処理回路21は、画素信号に対して、例えば、レンズシェーディング補正、傷補正、ノイズ低減処理などの信号処理を行う。   The signal processing circuit 21 is a processing unit that performs predetermined signal processing on the pixel signal input from the line memory 28 and outputs the processed signal to the subsequent processing unit 12, and is mainly configured by a digital circuit. The signal processing circuit 21 performs signal processing such as lens shading correction, flaw correction, and noise reduction processing on the pixel signal.

このように、イメージセンサ20では、画素アレイ23に配置される複数の光電変換素子が入射光を受光量に応じた量の信号電荷へ光電変換して蓄積し、周辺回路22が各光電変換素子に蓄積された信号電荷を画素信号として読み出すことによって撮像を行う。   As described above, in the image sensor 20, a plurality of photoelectric conversion elements arranged in the pixel array 23 photoelectrically convert incident light into signal charges of an amount corresponding to the amount of received light, and the peripheral circuit 22 stores each photoelectric conversion element. Imaging is performed by reading out the signal charge accumulated in the pixel signal as a pixel signal.

次に、図3および図4を参照して、画素アレイ23について説明する。図3は、第1の実施形態に係る固体撮像装置14が備える画素アレイ23の模式的な断面を示す説明図である。図4は、第1の実施形態に係る固体撮像装置14が備える配線層5における配線パターンの配置関係を示す説明図である。なお、図4は、1画素毎に配置される配線パターンの配置関係を示している。   Next, the pixel array 23 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic cross section of the pixel array 23 included in the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the layout relationship of the wiring patterns in the wiring layer 5 included in the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment. FIG. 4 shows an arrangement relationship of wiring patterns arranged for each pixel.

また、図3では、第1の実施形態に係る画素アレイ23の説明に必要な構成要素を示しており、画素アレイ23の詳細な構造については、後述する画素アレイ23の形成方法を含む固体撮像装置14の製造方法で説明する。また、ここでは、便宜上、画素アレイ23の光9が入射する側を上とし、画素アレイ23の光9が入射する側とは反対側を下として説明する。   FIG. 3 shows components necessary for the description of the pixel array 23 according to the first embodiment. The detailed structure of the pixel array 23 includes solid-state imaging including a method for forming the pixel array 23 described later. The manufacturing method of the device 14 will be described. Further, here, for the sake of convenience, the side on which the light 9 of the pixel array 23 is incident will be described as the upper side, and the side opposite to the side on which the light 9 of the pixel array 23 will be incident will be described.

図3に示すように、画素アレイ23は、第1導電型(P型)の半導体(ここでは、Si:シリコンとする)層30を備える。P型のSi層30の内部における光電変換素子4の形成位置には、第2導電型(N型)のSi領域31が設けられる。画素アレイ23では、P型のSi層30とN型のSi領域31とのPN接合によって形成されるフォトダイオードが、光電変換素子4となる。かかる光電変換素子4は、P型のSi層30内にアレイ(行列)状に2次元配列される。   As shown in FIG. 3, the pixel array 23 includes a first conductivity type (P type) semiconductor (here, Si: silicon) layer 30. A second conductivity type (N-type) Si region 31 is provided at a position where the photoelectric conversion element 4 is formed inside the P-type Si layer 30. In the pixel array 23, a photodiode formed by a PN junction between the P-type Si layer 30 and the N-type Si region 31 is the photoelectric conversion element 4. The photoelectric conversion elements 4 are two-dimensionally arranged in an array (matrix) in the P-type Si layer 30.

また、画素アレイ23は、P型のSi層30の受光面側に反射防止膜6、カラーフィルタ7およびマイクロレンズ8を積層して備える。カラーフィルタ7は、赤、緑、青、もしくは白のいずれかの色光を選択的に透過させるフィルタであり、各光電変換素子4の受光面である上端面に対応して、各上端面を覆い隠すように設けられる。マイクロレンズ8は、上方から凸型となる形状のレンズであり、同様に各光電変換素子4の上端面に対応して、各上端面を覆い隠すように設けられる。   The pixel array 23 includes an antireflection film 6, a color filter 7, and a microlens 8 stacked on the light receiving surface side of the P-type Si layer 30. The color filter 7 is a filter that selectively transmits red, green, blue, or white color light, and covers each upper end surface corresponding to the upper end surface that is the light receiving surface of each photoelectric conversion element 4. Provided to hide. The microlens 8 is a lens having a convex shape from above, and is similarly provided so as to cover each upper end surface corresponding to the upper end surface of each photoelectric conversion element 4.

また、画素アレイ23は、P型のSi層30の受光面側とは逆の面側に配線層5を備える。かかる配線層5は、図示しない半導体基板上に形成された、例えば、シリコン酸化物等を含む層間絶縁膜50と、この層間絶縁膜50の表面に形成された配線パターン51,52,53と、がこの順で多層に渡って積層された構造である。なお、かかる配線パターン51,52,53は、P型のSi層30の受光面側とは逆側の面にこの順に積層される。   The pixel array 23 includes the wiring layer 5 on the surface side opposite to the light receiving surface side of the P-type Si layer 30. The wiring layer 5 is formed on an unillustrated semiconductor substrate, for example, an interlayer insulating film 50 containing silicon oxide or the like, and wiring patterns 51, 52, 53 formed on the surface of the interlayer insulating film 50, Is a structure laminated in multiple layers in this order. The wiring patterns 51, 52, and 53 are stacked in this order on the surface of the P-type Si layer 30 opposite to the light receiving surface.

具体的には、図4に示すように、配線層5には、層間絶縁膜50を介して、この例では3層の配線パターン51,52,53が設けられる。かかる3層の配線パターン51,52,53は、各配線パターン51,52,53同士が光電変換素子4の受光面上から見て重なり合っており、マイクロレンズ8と向かい合う位置に設けられる。   Specifically, as shown in FIG. 4, the wiring layer 5 is provided with three layers of wiring patterns 51, 52, and 53 in this example via an interlayer insulating film 50. Such three-layer wiring patterns 51, 52, and 53 overlap each other when viewed from the light receiving surface of the photoelectric conversion element 4, and are provided at positions facing the microlenses 8.

1層目の第1の配線パターン51は、光電変換素子4と対向する位置に、直線状の配線がP型のSi層30の面方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置される。具体的には、1層目の第1の配線パターン51は、L1/S1(ラインアンドスペース)が、例えば、0.11μm/0.15μm以下である。なお、ここでいうラインアンドスペースとは、幅0.11μmのパターン(ライン)同士を0.15μmの間隔(スペース)をもって縞状に配置することである。   In the first wiring pattern 51 of the first layer, a plurality of linear wirings are arranged in parallel at a predetermined interval in the surface direction of the P-type Si layer 30 at a position facing the photoelectric conversion element 4. Specifically, the first wiring pattern 51 of the first layer has L1 / S1 (line and space) of, for example, 0.11 μm / 0.15 μm or less. Here, the term “line and space” means that patterns (lines) having a width of 0.11 μm are arranged in a stripe pattern with an interval (space) of 0.15 μm.

また、2層目の第2の配線パターン52および3層目の第3の配線パターン53は、光電変換素子と対向する位置に、1つの平板状の配線が配置される。つまり、本実施形態では、光電変換素子4の受光面側とは逆の面側にストライプ状に形成された1層目の第1の配線パターン51が配置され、1層目の第1の配線パターン51の受光面側とは逆の面側に平板状に形成された2層目の第2の配線パターン52が配置される。そして、2層目の第2の配線パターン52の受光面側とは逆の面側に平板状に形成された3層目の第3の配線パターン53が配置される。   In the second wiring pattern 52 in the second layer and the third wiring pattern 53 in the third layer, one flat wiring is arranged at a position facing the photoelectric conversion element. That is, in the present embodiment, the first wiring pattern 51 of the first layer formed in a stripe shape is arranged on the surface opposite to the light receiving surface side of the photoelectric conversion element 4, and the first wiring of the first layer is arranged. A second wiring pattern 52 of the second layer formed in a flat plate shape is arranged on the surface side opposite to the light receiving surface side of the pattern 51. Then, the third wiring pattern 53 of the third layer formed in a flat plate shape is disposed on the side opposite to the light receiving surface side of the second wiring pattern 52 of the second layer.

また、かかる配線パターン51,52,53に用いる材料は、光9に対する反射率が低いものが好ましい。具体的には、かかる配線パターン51,52,53の材料としては、タンタル(Ta)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、チタンナイトライド(TiN)等であり、これらの材料のうちの1種を用いてもよく、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The material used for the wiring patterns 51, 52, 53 is preferably a material having a low reflectance with respect to the light 9. Specifically, the materials of the wiring patterns 51, 52, 53 are tantalum (Ta), copper (Cu), aluminum (Al), titanium (Ti), titanium nitride (TiN), and the like. One of the materials may be used, or two or more may be used in combination.

また、固体撮像装置14は、配線層5における配線パターン51,52,53が、各1画素が有するトランジスタの端子にそれぞれ接続されており、光電変換素子4で発生した信号電荷を配線層5を介して読み出す。   In the solid-state imaging device 14, the wiring patterns 51, 52, and 53 in the wiring layer 5 are respectively connected to the terminals of the transistors included in each pixel, and the signal charges generated in the photoelectric conversion element 4 are transferred to the wiring layer 5. Read through.

ここで、図5を参照して、実施形態に係る固体撮像装置14と比較するために用いた固体撮像装置が備える配線層5aについて説明する。図5は、実施形態に係る比較用の固体撮像装置が備える配線層5aにおける配線パターンの配置関係を示す説明図である。なお、図5に示す構成要素のうち、図4に示す構成要素と同一の構成要素については、図4に示す構成要素と同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。   Here, the wiring layer 5a included in the solid-state imaging device used for comparison with the solid-state imaging device 14 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating the arrangement relationship of the wiring patterns in the wiring layer 5a included in the comparative solid-state imaging device according to the embodiment. Of the constituent elements shown in FIG. 5, the same constituent elements as those shown in FIG. 4 are given the same reference numerals as those shown in FIG. 4, and detailed descriptions thereof are omitted.

図5に示すように、比較用の固体撮像装置が備える配線層5aは、1層目の第1の配線パターン51aが平板状に形成される。つまり、かかる配線層5aには、層間絶縁膜50を介して、3層の平板状に形成された配線パターン51a,52,53が設けられる。   As shown in FIG. 5, in the wiring layer 5a included in the comparative solid-state imaging device, the first wiring pattern 51a of the first layer is formed in a flat plate shape. That is, the wiring layer 5 a is provided with wiring patterns 51 a, 52, and 53 formed in a three-layered plate shape through the interlayer insulating film 50.

このため、かかる固体撮像装置では、光電変換素子へ入射した光が、光電変換素子を透過して配線層5aへ到達した場合に、光に対する反射率が低い材料を用いた配線であっても、平板状に形成された1層目の第1の配線パターン51aに当たって反射することがある。すなわち、反射する光の量が多い場合には、反射した光が迷光となって再び光電変換素子に入り込むことによりフレアやゴーストが発生する可能性が高くなる。   For this reason, in such a solid-state imaging device, when light incident on the photoelectric conversion element passes through the photoelectric conversion element and reaches the wiring layer 5a, even if the wiring uses a material having a low reflectivity for light, There is a case where it hits the first wiring pattern 51a of the first layer formed in a flat plate shape and is reflected. That is, when the amount of reflected light is large, there is a high possibility that flare and ghost are generated by the reflected light becoming stray light and entering the photoelectric conversion element again.

そこで、第1の実施形態に係る固体撮像装置14は、上述したように、配線層5における1層目の第1の配線パターン51をストライプ状に形成した。これにより、かかる固体撮像装置14は、光電変換素子4へ入射した光9が光電変換素子4を透過して配線層5へ到達した場合に、到達した光9の一部が第1の配線パターン51間に形成された層間絶縁膜50を透過し、反射する光9の量が減少する。   Therefore, in the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment, the first wiring pattern 51 of the first layer in the wiring layer 5 is formed in a stripe shape as described above. Thereby, in the solid-state imaging device 14, when the light 9 incident on the photoelectric conversion element 4 passes through the photoelectric conversion element 4 and reaches the wiring layer 5, a part of the reached light 9 is the first wiring pattern. The amount of light 9 that is transmitted and reflected through the interlayer insulating film 50 formed between the layers 51 is reduced.

上述の第1の実施形態に係る固体撮像装置14は、P型のSi層30の受光面側とは逆の面側で光電変換素子4と対向する位置に、直線状の配線がP型のSi層30の面方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置される第1の配線パターン51を有する配線層5を備える。   In the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment described above, the linear wiring is P-type at a position facing the photoelectric conversion element 4 on the surface opposite to the light-receiving surface side of the P-type Si layer 30. A wiring layer 5 having a plurality of first wiring patterns 51 arranged in parallel with a predetermined interval in the plane direction of the Si layer 30 is provided.

これにより、第1の実施形態に係る固体撮像装置14は、光電変換素子4を透過して配線層5へ到達した光9の一部が、第1の配線パターン51間に形成された層間絶縁膜50を透過する。   Thereby, in the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment, a part of the light 9 that has passed through the photoelectric conversion element 4 and reached the wiring layer 5 is formed between the first wiring patterns 51. Permeates through the membrane 50.

したがって、第1の実施形態に係る固体撮像装置14は、配線層5に対して反射する光9の量が減少するため、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。   Therefore, the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment can suppress the occurrence of flare and ghost because the amount of light 9 reflected to the wiring layer 5 is reduced.

ここで、第1の実施形態に係る固体撮像装置14が備える配線層5の反射率および透過率を評価した試験結果について説明する。図6は、第1の実施形態に係る固体撮像装置14が備える配線層5の、500nmから800nmの波長領域における反射率を示すグラフである。図7は、第1の実施形態に係る固体撮像装置14が備える配線層5の、500nmから800nmの波長領域における透過率を示す図である。   Here, the test results of evaluating the reflectance and transmittance of the wiring layer 5 included in the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment will be described. FIG. 6 is a graph showing the reflectance in the wavelength region from 500 nm to 800 nm of the wiring layer 5 included in the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment. FIG. 7 is a diagram illustrating the transmittance in the wavelength region from 500 nm to 800 nm of the wiring layer 5 included in the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment.

図6において、縦軸は配線層5,5aに対する光9の反射率[%]を示し、横軸は光9の波長[nm]を示している。また、図6のグラフにおいて、細線は配線層5aにおける試験結果、点線は配線層5におけるS偏光に着目した試験結果、一点鎖線は配線層5におけるP偏光に着目した試験結果、太線は配線層5におけるS偏光とP偏光とを平均した場合の結果をそれぞれ示している。   In FIG. 6, the vertical axis indicates the reflectance [%] of the light 9 with respect to the wiring layers 5 and 5a, and the horizontal axis indicates the wavelength [nm] of the light 9. In the graph of FIG. 6, the thin line is the test result in the wiring layer 5a, the dotted line is the test result focusing on the S-polarized light in the wiring layer 5, the alternate long and short dash line is the test result focusing on the P-polarized light in the wiring layer 5, and the thick line is the wiring layer. 5 shows the results when the S-polarized light and the P-polarized light at 5 are averaged.

図7において、縦軸は配線層5,5aに対する光9の透過率[%]を示し、横軸は光9の波長[nm]を示している。また、図7のグラフにおいて、細線は配線層5aにおける試験結果、点線は配線層5におけるS偏光に着目した試験結果、一点鎖線は配線層5におけるP偏光に着目した試験結果、太線は配線層5におけるS偏光とP偏光とを平均した場合の結果をそれぞれ示している。   In FIG. 7, the vertical axis indicates the transmittance [%] of the light 9 with respect to the wiring layers 5 and 5 a, and the horizontal axis indicates the wavelength [nm] of the light 9. In the graph of FIG. 7, the thin line is the test result in the wiring layer 5a, the dotted line is the test result focusing on the S-polarized light in the wiring layer 5, the alternate long and short dash line is the test result focusing on the P-polarized light in the wiring layer 5, and the thick line is the wiring layer. 5 shows the results when the S-polarized light and the P-polarized light at 5 are averaged.

なお、実験で用いた配線層5は、1層目の第1の配線パターン51のL1/S1(図4参照)が0.11μm/0.15μmであり、層間絶縁膜50が屈折率n=1.45の酸化シリコンである。また、各配線パターン51,52,53は、各々2層構造となっており、受光面側の層が厚さ10nmのタンタルからなり、受光面側とは反対側の層が厚さ130nmの銅からなる。また、実験で用いた比較用の固体撮像装置が備える配線層5aは、1層目の第1の配線パターン51aを平板状に形成した他は配線層5と同じ構成である。   In the wiring layer 5 used in the experiment, L1 / S1 (see FIG. 4) of the first wiring pattern 51 of the first layer is 0.11 μm / 0.15 μm, and the interlayer insulating film 50 has a refractive index n = 1.45 silicon oxide. Each of the wiring patterns 51, 52, and 53 has a two-layer structure. The light receiving surface layer is made of tantalum having a thickness of 10 nm, and the layer opposite to the light receiving surface is made of copper having a thickness of 130 nm. Consists of. The wiring layer 5a provided in the comparative solid-state imaging device used in the experiment has the same configuration as the wiring layer 5 except that the first wiring pattern 51a of the first layer is formed in a flat plate shape.

図6に示すように、比較用の固体撮像装置が備える配線層5aでは波長650nmにおける反射率が約70%であった。一方、第1の実施形態に係る固体撮像装置14が備える配線層5ではS偏光で波長650nmにおける反射率が約55%、P偏光で波長650nmにおける反射率が約15%となっており、S偏光とP偏光とを平均した波長650nmにおける反射率が約35%であった。   As shown in FIG. 6, the reflectance at a wavelength of 650 nm was about 70% in the wiring layer 5 a included in the comparative solid-state imaging device. On the other hand, in the wiring layer 5 included in the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment, the reflectance at a wavelength of 650 nm is about 55% for S-polarized light, and the reflectance at a wavelength of 650 nm is about 15% for P-polarized light. The reflectance at a wavelength of 650 nm obtained by averaging the polarized light and the P-polarized light was about 35%.

これにより、第1の実施形態に係る固体撮像装置14が備える配線層5が比較用の固体撮像装置が備える配線層5aに比べて反射率が半分に低減されていることを、光学シミュレーションにおいて確認した。   Thereby, it is confirmed in the optical simulation that the reflectance of the wiring layer 5 included in the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment is reduced by half compared to the wiring layer 5a included in the comparative solid-state imaging device. did.

また、図7に示すように、比較用の固体撮像装置が備える配線層5aでは波長650nmにおける透過率がほぼ0%に近い値であった。一方、第1の実施形態に係る固体撮像装置14が備える配線層5では反射率の低いP偏光で波長650nmにおける透過率が約15%であった。   Further, as shown in FIG. 7, in the wiring layer 5a included in the comparative solid-state imaging device, the transmittance at a wavelength of 650 nm was a value close to 0%. On the other hand, in the wiring layer 5 included in the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment, the transmittance at a wavelength of 650 nm is about 15% with P-polarized light having a low reflectance.

このことから、1層目の第1の配線パターン51をストライプ状に形成することで、配線層5に入射した光9の一部であるP偏光が第1の配線パターン51間に形成された層間絶縁膜50を透過するからだと考えられる。   From this, by forming the first wiring pattern 51 of the first layer in a stripe shape, P-polarized light that is a part of the light 9 incident on the wiring layer 5 is formed between the first wiring patterns 51. This is considered to be because it passes through the interlayer insulating film 50.

したがって、かかる配線層5を備える固体撮像装置14は、配線層5に入射した光9の一部が第1の配線パターン51間に形成された層間絶縁膜50を透過することで、反射する光9の量が減少し、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。   Therefore, in the solid-state imaging device 14 including the wiring layer 5, the light 9 that is incident on the wiring layer 5 passes through the interlayer insulating film 50 formed between the first wiring patterns 51 to reflect light. The amount of 9 is reduced, and the occurrence of flare and ghost can be suppressed.

次に、上述した画素アレイ23の形成方法を含む固体撮像装置14の製造方法について、図8〜図11を参照して説明する。なお、固体撮像装置14における画素アレイ23以外の部分の製造方法は、一般的なCMOSイメージセンサと同様である。このため、以下では、固体撮像装置14における画素アレイ23部分の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the solid-state imaging device 14 including the method for forming the pixel array 23 described above will be described with reference to FIGS. Note that the manufacturing method of the portion other than the pixel array 23 in the solid-state imaging device 14 is the same as that of a general CMOS image sensor. Therefore, in the following, a method for manufacturing the pixel array 23 portion in the solid-state imaging device 14 will be described.

図8〜図11は、第1の実施形態に係る固体撮像装置14の製造工程の断面視による説明図である。なお、図8〜図11には、画素アレイ23の製造工程を選択的に示すとともに、図3で省略した構成要素についても示している。   8-11 is explanatory drawing by the cross sectional view of the manufacturing process of the solid-state imaging device 14 which concerns on 1st Embodiment. 8 to 11 selectively show the manufacturing process of the pixel array 23 and also show the components omitted in FIG.

図8(a)に示すように、画素アレイ23を製造する場合には、Siウェハ等の半導体基板32上にボロン等のP型の不純物がドープされたSi層をエピタキシャル成長させることにより、P型のSi層30を形成する。なお、かかるP型のSi層30は、Siウェハの内部へP型の不純物をイオン注入してアニール処理を行うことによって形成してもよい。   As shown in FIG. 8A, in the case of manufacturing the pixel array 23, a Si layer doped with a P-type impurity such as boron is epitaxially grown on a semiconductor substrate 32 such as a Si wafer. The Si layer 30 is formed. The P-type Si layer 30 may be formed by ion-implanting P-type impurities into the Si wafer and performing an annealing process.

続いて、P型のSi層30における光電変換素子4の形成位置へ、例えば、リン等のN型の不純物をイオン注入してアニール処理を行うことによって、P型のSi層30にN型のSi領域31を行列状に2次元配列する。   Subsequently, an N-type impurity such as phosphorus is ion-implanted into the formation position of the photoelectric conversion element 4 in the P-type Si layer 30 to perform an annealing process, so that the N-type impurity is added to the P-type Si layer 30. Si regions 31 are two-dimensionally arranged in a matrix.

これにより、画素アレイ23には、P型のSi層30とN型のSi領域31とのPN接合によって、フォトダイオードである光電変換素子4が形成される。また、光電変換素子4(N型のSi領域31)と光電変換素子4(N型のSi領域31)との間のピッチ幅は同じになるように形成される。   Thus, the photoelectric conversion element 4 that is a photodiode is formed in the pixel array 23 by a PN junction between the P-type Si layer 30 and the N-type Si region 31. The pitch width between the photoelectric conversion element 4 (N-type Si region 31) and the photoelectric conversion element 4 (N-type Si region 31) is the same.

そして、図8(b)に示すように、P型のSi層30の上面に、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)を用いて、所定の厚さの酸化シリコン等を含む1層目の層間絶縁膜50を一様に形成する。その後、第1の配線パターン51の形成領域以外の領域を覆うレジスト90をマスクとして、例えば、RIE(Reactive Ion Etching)を行うことにより、1層目の層間絶縁膜50における光電変換素子4と対向する位置に、複数本のストライプ状のトレンチ54を形成する。   Then, as shown in FIG. 8B, on the upper surface of the P-type Si layer 30, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition) is used to form a first interlayer insulating film containing silicon oxide or the like having a predetermined thickness. The film 50 is formed uniformly. Thereafter, for example, RIE (Reactive Ion Etching) is performed using the resist 90 covering the region other than the region where the first wiring pattern 51 is formed as a mask to face the photoelectric conversion element 4 in the first interlayer insulating film 50. A plurality of stripe-shaped trenches 54 are formed at the positions to be formed.

次に、図8(c)に示すように、トレンチ54の内部に、例えば、CVDを用いて、銅等を埋め込むことで、光電変換素子4と対向する位置に、直線状の配線がP型のSi層30の面方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置された第1の配線パターン51を形成する。そして、マスクとして使用したレジスト90を除去し、第1の配線パターン51の上面と1層目の層間絶縁膜50の上面とを面一にする。   Next, as illustrated in FIG. 8C, the linear wiring is formed in a position facing the photoelectric conversion element 4 by embedding copper or the like in the trench 54 using, for example, CVD. A plurality of first wiring patterns 51 arranged in parallel with a predetermined interval in the surface direction of the Si layer 30 are formed. Then, the resist 90 used as a mask is removed to make the upper surface of the first wiring pattern 51 flush with the upper surface of the first interlayer insulating film 50.

続いて、図9(a)に示すように、第1の配線パターン51および1層目の層間絶縁膜50の上面に、例えば、CVDを用いて、所定の厚さの酸化シリコン等を含む2層目の層間絶縁膜50を一様に形成する。その後、第2の配線パターン52の形成領域以外の領域を覆うレジスト91をマスクとして、例えば、RIEを行うことにより、2層目の層間絶縁膜50における光電変換素子4と対向する位置に、1つの平板状の配線を形成するためのトレンチ55を形成する。   Subsequently, as shown in FIG. 9A, the upper surfaces of the first wiring pattern 51 and the first interlayer insulating film 50 include, for example, CVD using silicon oxide having a predetermined thickness. A second interlayer insulating film 50 is formed uniformly. Thereafter, with the resist 91 covering the region other than the region where the second wiring pattern 52 is formed as a mask, for example, by performing RIE, the position of the second interlayer insulating film 50 facing the photoelectric conversion element 4 is set to 1 A trench 55 for forming two flat wirings is formed.

次に、図9(b)に示すように、トレンチ55の内部に、例えば、CVDを用いて、銅等を埋め込むことで、光電変換素子4と対向する位置に、1つの平板状の配線が配置された第2の配線パターン52を形成する。そして、マスクとして使用したレジスト91を除去し、第2の配線パターン52の上面と2層目の層間絶縁膜50の上面とを面一にする。   Next, as shown in FIG. 9B, one flat wiring is formed at a position facing the photoelectric conversion element 4 by embedding copper or the like in the trench 55 using, for example, CVD. The arranged second wiring pattern 52 is formed. Then, the resist 91 used as a mask is removed, and the upper surface of the second wiring pattern 52 and the upper surface of the second interlayer insulating film 50 are flush with each other.

そして、図10(a)に示すように、第2の配線パターン52および2層目の層間絶縁膜50の上面に、第2の配線パターン52の形成工程と同様の工程を行って第3の配線パターン53を形成することで、多層の配線層5を形成する。なお、かかる配線層5の形成工程では、読出しゲート等も形成される。   Then, as shown in FIG. 10A, the same process as the process of forming the second wiring pattern 52 is performed on the upper surfaces of the second wiring pattern 52 and the second-layer interlayer insulating film 50 to form the third wiring pattern 52. By forming the wiring pattern 53, the multilayer wiring layer 5 is formed. In the process of forming the wiring layer 5, a read gate and the like are also formed.

続いて、図10(b)に示すように、配線層5の上面に、例えば、接着剤を塗布して接着層60を設け、接着層60の上面に、Siウェハ等の支持基板61を貼着する。その後、図10(b)に示す構造体の天地を反転させた後、例えば、グラインダ等の研磨装置によって半導体基板32を裏面側(ここでは、上面側)から研磨し、半導体基板32を所定の厚さになるまで薄化する。   Subsequently, as shown in FIG. 10B, for example, an adhesive is applied to the upper surface of the wiring layer 5 to provide an adhesive layer 60, and a support substrate 61 such as a Si wafer is pasted on the upper surface of the adhesive layer 60. To wear. Then, after turning the top and bottom of the structure shown in FIG. 10B, the semiconductor substrate 32 is polished from the back surface side (here, the upper surface side) by a polishing apparatus such as a grinder, for example, Thin until it is thick.

次に、例えば、CMP(Chemical Mechanical Polishing)によって半導体基板32の裏面側をさらに研磨し、図11(a)に示すように、P型のSi層30の受光面となる裏面(ここでは、上面)を露出させる。   Next, the back surface side of the semiconductor substrate 32 is further polished by, for example, CMP (Chemical Mechanical Polishing), and as shown in FIG. 11A, the back surface (here, the top surface) that becomes the light receiving surface of the P-type Si layer 30 ) Is exposed.

そして、図11(b)に示すように、P型のSi層30の上面に反射防止膜6を形成した後、反射防止膜6の上面における光電変換素子4の受光面に対応する位置に赤、緑、青、もしくは白のいずれかの色光を選択的に透過させるカラーフィルタ7を形成する。この後、各カラーフィルタ7の上面に入射する光を集光するマイクロレンズ8を形成することで、画素アレイ23が製造される。   Then, as shown in FIG. 11B, after the antireflection film 6 is formed on the upper surface of the P-type Si layer 30, red is formed at a position corresponding to the light receiving surface of the photoelectric conversion element 4 on the upper surface of the antireflection film 6. A color filter 7 that selectively transmits one of green, blue, and white color light is formed. Thereafter, the pixel array 23 is manufactured by forming the microlenses 8 that collect the light incident on the upper surface of each color filter 7.

上述した画素アレイ23の製造方法では、配線層5における1層目の第1の配線パターン51をストライプ状に形成し、2層目の第2の配線パターン52および3層目の第3の配線パターン53を平板状に形成する。   In the manufacturing method of the pixel array 23 described above, the first wiring pattern 51 of the first layer in the wiring layer 5 is formed in a stripe shape, the second wiring pattern 52 of the second layer, and the third wiring of the third layer. The pattern 53 is formed in a flat plate shape.

これにより、かかる画素アレイ23は、光電変換素子4へ入射した光9が光電変換素子4を透過して配線層5へ到達した場合に、到達した光9の一部が第1の配線パターン51間に形成された層間絶縁膜50を透過する。   Accordingly, in the pixel array 23, when the light 9 incident on the photoelectric conversion element 4 passes through the photoelectric conversion element 4 and reaches the wiring layer 5, a part of the reached light 9 is the first wiring pattern 51. The light passes through the interlayer insulating film 50 formed therebetween.

したがって、第1の実施形態に係る固体撮像装置14は、配線層5に対して反射する光9の量が減少するため、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。   Therefore, the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment can suppress the occurrence of flare and ghost because the amount of light 9 reflected to the wiring layer 5 is reduced.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係る画素アレイについて説明する。かかる画素アレイは、第1の配線パターンの受光面側とは逆の面側に、直線状の配線が第1の配線パターンと交差する方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置される第2の配線パターンを備える。
(Second Embodiment)
Next, a pixel array according to the second embodiment will be described. In such a pixel array, a plurality of linear wirings are arranged in parallel at predetermined intervals in a direction intersecting the first wiring pattern on the surface opposite to the light receiving surface side of the first wiring pattern. Two wiring patterns are provided.

図12は、第2の実施形態に係る画素アレイ23bの模式的な断面を示す説明図である。図13は、第2の実施形態に係る画素アレイ23bが備える配線層5bにおける配線の配置関係を示す説明図である。なお、図12および図13に示す構成要素のうち、図3および図4に示す構成要素と同様の機能を有する構成要素については、図3および図4に示す符号と同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。   FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a schematic cross section of a pixel array 23b according to the second embodiment. FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a wiring arrangement relationship in the wiring layer 5b included in the pixel array 23b according to the second embodiment. Of the components shown in FIGS. 12 and 13, components having the same functions as those shown in FIGS. 3 and 4 are given the same reference numerals as those shown in FIGS. 3 and 4. The description is omitted.

図12に示すように、画素アレイ23bは、P型のSi層30の受光面側とは逆の面側に配線層5bを備える。かかる配線層5bは、図示しない半導体基板上に形成された、例えば、シリコン酸化物等を含む層間絶縁膜50と、この層間絶縁膜50の表面に形成された配線パターン51,52b,53と、がこの順で多層に渡って積層された構造である。なお、かかる配線パターン51,52b,53は、P型のSi層30の受光面側とは逆側の面にこの順に積層される。   As shown in FIG. 12, the pixel array 23 b includes a wiring layer 5 b on the surface side opposite to the light receiving surface side of the P-type Si layer 30. The wiring layer 5b includes an interlayer insulating film 50 including, for example, silicon oxide formed on a semiconductor substrate (not shown), and wiring patterns 51, 52b, and 53 formed on the surface of the interlayer insulating film 50. Is a structure laminated in multiple layers in this order. The wiring patterns 51, 52b, and 53 are laminated in this order on the surface of the P-type Si layer 30 opposite to the light receiving surface.

具体的には、図13に示すように、配線層5bには、層間絶縁膜50を介して、この例では3層の配線パターン51,52b,53が設けられる。かかる3層の配線パターン51,52b、53は、各配線パターン51,52b,53同士が光電変換素子4の受光面上から見て重なり合っており、マイクロレンズ8と向かい合う位置に設けられる。   Specifically, as shown in FIG. 13, three layers of wiring patterns 51, 52b, and 53 are provided in the wiring layer 5b via the interlayer insulating film 50 in this example. Such three-layer wiring patterns 51, 52 b, 53 are provided at positions where the wiring patterns 51, 52 b, 53 overlap each other when viewed from the light receiving surface of the photoelectric conversion element 4 and face the microlens 8.

1層目の第1の配線パターン51は、光電変換素子4と対向する位置に、直線状の配線がP型のSi層30の面方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置される。また、2層目の第2の配線パターン52bは、第1の配線パターン51の受光面側とは逆の面側に、直線状の配線が第1の配線パターン51と直交する方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置される。具体的には、2層目の第2の配線パターン52bは、L2/S2(ラインアンドスペース)が、例えば、0.11μm/0.15μm以下である。   In the first wiring pattern 51 of the first layer, a plurality of linear wirings are arranged in parallel at a predetermined interval in the surface direction of the P-type Si layer 30 at a position facing the photoelectric conversion element 4. In addition, the second wiring pattern 52b of the second layer has a predetermined wiring line in a direction orthogonal to the first wiring pattern 51 on the side opposite to the light receiving surface side of the first wiring pattern 51. A plurality are arranged in parallel at intervals. Specifically, in the second wiring pattern 52b of the second layer, L2 / S2 (line and space) is, for example, 0.11 μm / 0.15 μm or less.

また、3層目の第3の配線パターン53は、光電変換素子4と対向する位置に、1つの平板状の配線が配置される。つまり、本実施形態では、光電変換素子4の受光面側とは逆の面側にストライプ状に形成された1層目の第1の配線パターン51が配置され、1層目の第1の配線パターン51の受光面側とは逆の面側に1層目の第1の配線パターン51と直交する方向にストライプ状に形成された2層目の第2の配線パターン52bが配置される。そして、2層目の第2の配線パターン52bの受光面側とは逆の面側に平板状に形成された3層目の第3の配線パターン53が配置される。   In the third wiring pattern 53 of the third layer, one flat wiring is arranged at a position facing the photoelectric conversion element 4. That is, in the present embodiment, the first wiring pattern 51 of the first layer formed in a stripe shape is arranged on the surface opposite to the light receiving surface side of the photoelectric conversion element 4, and the first wiring of the first layer is arranged. A second wiring pattern 52b of a second layer formed in a stripe shape in a direction orthogonal to the first wiring pattern 51 of the first layer is disposed on the surface opposite to the light receiving surface side of the pattern 51. Then, the third wiring pattern 53 of the third layer formed in a flat plate shape is arranged on the surface opposite to the light receiving surface side of the second wiring pattern 52b of the second layer.

上述の第2の実施形態に係る固体撮装置14は、第1の配線パターン51の受光面側とは逆の面側に、直線状の配線が第1の配線パターンと直交する方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置される第2の配線パターン52bを有する配線層を備える。   The solid-state imaging device 14 according to the above-described second embodiment has a predetermined arrangement in a direction in which the linear wiring is orthogonal to the first wiring pattern on the surface opposite to the light receiving surface of the first wiring pattern 51. A wiring layer having a plurality of second wiring patterns 52b arranged in parallel at intervals is provided.

これにより、第2の実施形態に係る固体撮像装置14は、光電変換素子4を透過して配線層5bへ到達した光の一部が、第1の配線パターン51間に形成された層間絶縁膜50および第2の配線パターン53b間に形成された層間絶縁膜50を透過する。   Thereby, in the solid-state imaging device 14 according to the second embodiment, an interlayer insulating film in which a part of the light that has passed through the photoelectric conversion element 4 and reached the wiring layer 5 b is formed between the first wiring patterns 51. 50 passes through the interlayer insulating film 50 formed between the second wiring pattern 53b and the second wiring pattern 53b.

したがって、第2の実施形態に係る固体撮像装置14は、配線層5bに対して反射する光9の量がより減少するため、フレアやゴーストの発生をより抑制することができる。   Therefore, the solid-state imaging device 14 according to the second embodiment can further suppress the occurrence of flare and ghost because the amount of light 9 reflected on the wiring layer 5b is further reduced.

ここで、第2の実施形態に係る固体撮像装置14が備える配線層5bの透過率を評価した試験結果について説明する。図14は、第2の実施形態に係る固体撮像装置14が備える配線層5bの、500nmから800nmの波長領域における透過率を示す図である。   Here, the test results of evaluating the transmittance of the wiring layer 5b included in the solid-state imaging device 14 according to the second embodiment will be described. FIG. 14 is a diagram illustrating the transmittance in the wavelength region from 500 nm to 800 nm of the wiring layer 5b included in the solid-state imaging device 14 according to the second embodiment.

図14において、縦軸は配線層5bに対する光9の透過率[%]を示し、横軸は光9の波長[nm]を示している。また、図14のグラフにおいて、一点鎖線は配線層5bにおけるP偏光に着目した試験結果、太線は配線層5bにおけるS偏光とP偏光とを平均した場合の結果をそれぞれ示している。   In FIG. 14, the vertical axis indicates the transmittance [%] of the light 9 with respect to the wiring layer 5b, and the horizontal axis indicates the wavelength [nm] of the light 9. In the graph of FIG. 14, the alternate long and short dash line indicates the test result focusing on the P-polarized light in the wiring layer 5 b, and the thick line indicates the result when the S-polarized light and P-polarized light in the wiring layer 5 b are averaged.

なお、実験で用いた配線層5bは、2層目の第2の配線パターン52bのL2/S2(図13参照)が0.11μm/0.15μmである他は、上述した実験で用いた配線層5と同じ構成にある。   The wiring layer 5b used in the experiment is the same as that used in the above-described experiment except that L2 / S2 (see FIG. 13) of the second wiring pattern 52b of the second layer is 0.11 μm / 0.15 μm. It has the same configuration as layer 5.

図14に示すように、第2の実施形態に係る固体撮像装置14が備える配線層5bでは500nmから800nmの波長領域におけるP偏光の透過率がほぼ0%に近い値であった。具体的には、かかる配線層5bでは、波長650nmにおけるP偏光の透過率がほぼ0%に近い値であった。一方、上述した第1の実施形態に係る固体撮像装置14が備える配線層5では、波長650nmにおけるP偏光の透過率が約15%であった(図7参照)。   As shown in FIG. 14, in the wiring layer 5b included in the solid-state imaging device 14 according to the second embodiment, the transmittance of P-polarized light in the wavelength region of 500 nm to 800 nm was a value close to 0%. Specifically, in the wiring layer 5b, the transmittance of P-polarized light at a wavelength of 650 nm was a value close to 0%. On the other hand, in the wiring layer 5 included in the solid-state imaging device 14 according to the first embodiment described above, the transmittance of P-polarized light at a wavelength of 650 nm was about 15% (see FIG. 7).

このことから、2層目の第2の配線パターン52bをストライプ状に形成するとともに、1層目の第1の配線パターン51と交差する方向に配置することで、配線層5bに対するP偏光の透過率が低減できることが分かる。   Accordingly, the second-layer second wiring pattern 52b is formed in a stripe shape and arranged in a direction intersecting the first-layer first wiring pattern 51, thereby transmitting P-polarized light to the wiring layer 5b. It can be seen that the rate can be reduced.

これは、第1の配線パターン51間に形成された層間絶縁膜50を透過したP偏光が第2の配線パターン52bに当たり反射するからだと考えられる。   This is presumably because the P-polarized light transmitted through the interlayer insulating film 50 formed between the first wiring patterns 51 hits the second wiring pattern 52b and is reflected.

したがって、かかる配線層5bを備える固体撮像装置14は、配線層5bに対して反射する光9の量の減少と、配線層5bに対するP偏光の透過率の低減との両方を実現することができる。   Therefore, the solid-state imaging device 14 including the wiring layer 5b can realize both a reduction in the amount of light 9 reflected to the wiring layer 5b and a reduction in the transmittance of P-polarized light to the wiring layer 5b. .

なお、画素アレイ23bは、上述した画素アレイ23の形成方法を含む固体撮像装置14の製造方法において、2層目の第2の配線パターン52bをストライプ状に形成する他は、同様の製造方法で製造される。   Note that the pixel array 23b is the same as the manufacturing method of the solid-state imaging device 14 including the method of forming the pixel array 23 described above, except that the second wiring pattern 52b of the second layer is formed in a stripe shape. Manufactured.

具体的には、第2の配線パターン52bの形成工程は、先ず、第1の配線パターン51および1層目の層間絶縁膜50の上面に、例えば、CVDを用いて、所定の厚さの酸化シリコン等を含む2層目の層間絶縁膜50を一様に形成する。続いて、第2の配線パターン52bの形成領域以外の領域を覆うレジストをマスクとして、例えば、RIEを行うことにより、2層目の層間絶縁膜50における光電変換素子4と対向する位置に、第1の配線パターン51と直交する方向に複数本のストライプ状のトレンチを形成する。   Specifically, in the step of forming the second wiring pattern 52b, first, an upper surface of the first wiring pattern 51 and the first interlayer insulating film 50 is oxidized with a predetermined thickness using, for example, CVD. A second interlayer insulating film 50 containing silicon or the like is uniformly formed. Subsequently, by using, for example, RIE as a mask that covers a region other than the region where the second wiring pattern 52b is formed, the second interlayer insulating film 50 is positioned at a position facing the photoelectric conversion element 4. A plurality of stripe-shaped trenches are formed in a direction orthogonal to one wiring pattern 51.

そして、トレンチの内部に、例えば、CVDを用いて、銅等を埋め込むことで、光電変素子4と対向する位置に、直線状の配線が第1の配線パターン51と直交する方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置された第2の配線パターン52bを形成する。   Then, by embedding copper or the like in the trench using, for example, CVD, the linear wiring is arranged at a predetermined interval in a direction orthogonal to the first wiring pattern 51 at a position facing the photoelectric conversion element 4. A plurality of second wiring patterns 52b arranged in parallel with a gap are formed.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態に係る画素アレイについて説明する。かかる画素アレイの半導体層の周縁部における第1の配線パターンは、受光面が半導体層の周縁部から中央部へ向かって下り勾配となっている。
(Third embodiment)
Next, a pixel array according to the third embodiment will be described. In the first wiring pattern in the peripheral portion of the semiconductor layer of the pixel array, the light receiving surface has a downward slope from the peripheral portion of the semiconductor layer toward the central portion.

図15は、第3の実施形態に係る画素アレイ23cの模式的な断面を示す説明図である。図16は、第3の実施形態に係る画素アレイ23cが備える配線層5cにおける配線の配置関係を示す説明図である。なお、図15および図16に示す構成要素のうち、図3および図4に示す構成要素と同様の機能を有する構成要素については、図3および図4に示す符号と同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。また、図15では、本実施形態の説明の理解を容易にするため、画素アレイ23cを中央部Mと周縁部Rとに分けている。   FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a schematic cross section of a pixel array 23c according to the third embodiment. FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a wiring arrangement relationship in the wiring layer 5c included in the pixel array 23c according to the third embodiment. Of the components shown in FIGS. 15 and 16, components having the same functions as those shown in FIGS. 3 and 4 are given the same reference numerals as those shown in FIGS. The description is omitted. In FIG. 15, the pixel array 23 c is divided into a central portion M and a peripheral portion R in order to facilitate understanding of the description of the present embodiment.

図15に示すように、画素アレイ23cは、画素アレイ23cの周縁部Rにおけるストライプ状に形成された1層目の第1の配線パターン51cの受光面が、画素アレイ23cの周縁部Rから中央部Mに向かって下り勾配となる配線層5cを備える。   As shown in FIG. 15, in the pixel array 23c, the light receiving surface of the first wiring pattern 51c of the first layer formed in a stripe shape at the peripheral edge R of the pixel array 23c is centered from the peripheral edge R of the pixel array 23c. A wiring layer 5c having a downward slope toward the part M is provided.

具体的には、図16に示すように、画素アレイ23cの周縁部Rにおける1層目の第1の配線パターン51cは、光電変換素子4と対向する位置に、直線状の配線がP型のSi層30の面方向に所定の間隔を空けて平行に配置される(L1/S1が、例えば、0.11μm/0.15μm以下)。また、画素アレイ23cの周縁部Rにおける1層目の第1の配線パターン51cは、受光面が画素アレイ23cの周縁部Rから中央部Mに向かって下り勾配となっている。   Specifically, as shown in FIG. 16, the first wiring pattern 51 c of the first layer in the peripheral portion R of the pixel array 23 c has a P-type linear wiring at a position facing the photoelectric conversion element 4. The Si layer 30 is arranged in parallel with a predetermined interval in the plane direction (L1 / S1 is, for example, 0.11 μm / 0.15 μm or less). In the first wiring pattern 51c of the first layer in the peripheral portion R of the pixel array 23c, the light receiving surface is inclined downward from the peripheral portion R of the pixel array 23c toward the central portion M.

また、2層目の第2の配線パターン52および3層目の第3の配線パターン53は、光電変換素子と対向する位置に、1つの平板状の配線が配置される。つまり、本実施形態では、画素アレイ23cの周縁部Rにおいて、光電変換素子4の受光面側とは逆の面側にストライプ状に形成されるとともに、受光面が画素アレイ23cの周縁部Rから中央部Mに向かって下り勾配となる1層目の第1の配線パターン51cが配置される。   In the second wiring pattern 52 in the second layer and the third wiring pattern 53 in the third layer, one flat wiring is arranged at a position facing the photoelectric conversion element. That is, in the present embodiment, the peripheral portion R of the pixel array 23c is formed in a stripe shape on the surface opposite to the light receiving surface side of the photoelectric conversion element 4, and the light receiving surface extends from the peripheral portion R of the pixel array 23c. A first wiring pattern 51c in the first layer that is inclined downward toward the central portion M is disposed.

そして、1層目の配線パターン51cの受光面とは逆の面側に平板状に形成された2層目の第2の配線パターン52が配置され、2層目の第2の配線パターン52の受光面側とは逆の面側に平板状に形成された3層目の第3の配線パターン53が配置される。   A second wiring pattern 52 of the second layer formed in a flat plate shape is disposed on the surface opposite to the light receiving surface of the wiring pattern 51c of the first layer, and the second wiring pattern 52 of the second layer is arranged. A third wiring pattern 53 of the third layer formed in a flat plate shape is disposed on the surface side opposite to the light receiving surface side.

上述の第3の実施形態に係る固体撮像装置14は、画素アレイ23cの周縁部Rにおけるストライプ状に形成された1層目の第1の配線パターン51cの受光面が、画素アレイ23cの周縁部Rから中央部Mに向かって下り勾配となる配線層5cを備える。   In the solid-state imaging device 14 according to the third embodiment described above, the light receiving surface of the first wiring pattern 51c in the first layer formed in a stripe shape in the peripheral portion R of the pixel array 23c is the peripheral portion of the pixel array 23c. A wiring layer 5c having a downward slope from R toward the center M is provided.

これにより、第3の実施形態に係る固体撮像装置14は、画素アレイ23cの周縁部Rにおいて、光電変換素子4を透過して配線層5cへ到達した光9が1層目の第1の配線パターン51cに当たった場合、図15中太線矢印で示す方向へ反射する。   Accordingly, in the solid-state imaging device 14 according to the third embodiment, the light 9 that has passed through the photoelectric conversion element 4 and reached the wiring layer 5c is transmitted to the first wiring in the peripheral portion R of the pixel array 23c. When it hits the pattern 51c, it is reflected in the direction indicated by the thick arrow in FIG.

このため、第3の実施形態に係る固体撮像装置14は、1層目の第1の配線パターン51cに当たって反射した光9が、隣接する光電変換素子4へ進入することを抑えることができる。   For this reason, the solid-state imaging device 14 according to the third embodiment can suppress the light 9 reflected by the first wiring pattern 51c in the first layer from entering the adjacent photoelectric conversion element 4.

したがって、第3の実施形態に係る固体撮像装置14は、画素アレイ23cの周縁部Rにおける隣接画素間の混色の発生を抑制することができる。   Therefore, the solid-state imaging device 14 according to the third embodiment can suppress the occurrence of color mixture between adjacent pixels in the peripheral portion R of the pixel array 23c.

また、第3の実施形態に係る固体撮像装置14は、画素アレイ23cの中央部Mおよび周縁部Rにおいて、光電変換素子4を透過して配線層5bへ到達した光9の一部が、第1の配線パターン51c間に形成された層間絶縁膜50を透過する。   Further, in the solid-state imaging device 14 according to the third embodiment, a part of the light 9 that has passed through the photoelectric conversion element 4 and reached the wiring layer 5b in the central portion M and the peripheral portion R of the pixel array 23c is It passes through the interlayer insulating film 50 formed between the one wiring pattern 51c.

したがって、第3の実施形態に係る固体撮像装置14は、配線層5cに対して反射する光9の量が減少するため、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。   Therefore, the solid-state imaging device 14 according to the third embodiment can suppress the occurrence of flare and ghost because the amount of light 9 reflected to the wiring layer 5c is reduced.

次に、上述した画素アレイ23cの形成方法を含む固体撮像装置14の製造方法について説明する。なお、かかる固体撮像装置14の製造方法は、上記した図8〜図11に示す工程のうち図8(c)に示す1層目の第1の配線パターン51の形成工程が異なる他は、同じ内容の工程を経て固体撮像装置14が製造される。以下の実施形態では、異なる工程について図17を参照して説明する。   Next, a method for manufacturing the solid-state imaging device 14 including the method for forming the pixel array 23c described above will be described. The manufacturing method of the solid-state imaging device 14 is the same except that the step of forming the first wiring pattern 51 of the first layer shown in FIG. 8C is different from the steps shown in FIGS. The solid-state imaging device 14 is manufactured through the content process. In the following embodiments, different steps will be described with reference to FIG.

図17および図18は、第3の実施形態に係る固体撮像装置14の製造工程の断面視による説明図である。また、図17および図18は、画素アレイ23cの周縁部Rにおける形成方法を示しており、画素アレイ23cの中央部Mは便宜上図示していない。   FIG. 17 and FIG. 18 are explanatory views of the manufacturing process of the solid-state imaging device 14 according to the third embodiment in cross-sectional view. 17 and 18 show a method of forming the peripheral portion R of the pixel array 23c, and the central portion M of the pixel array 23c is not shown for convenience.

図17(a)に示すように、先ず、1層目の層間絶縁膜50の上面に、レジスト92を一様に形成する。次に、図17(b)に示すように、画素アレイ23cの中央部Mに向かって徐々に光の透過率が高くなるようにドットが形成されたグレーティングマスク93を用いて、レジスト92を露光する。   As shown in FIG. 17A, first, a resist 92 is uniformly formed on the upper surface of the first interlayer insulating film 50. Next, as shown in FIG. 17B, the resist 92 is exposed using a grating mask 93 in which dots are formed so that the light transmittance gradually increases toward the center M of the pixel array 23c. To do.

続いて、露光されたレジスト92を現像することで、図18(a)に示すように、グレーティングマスク93が有するドットの密度変化に応じた勾配を有するレジストマスク94を形成する。   Subsequently, by developing the exposed resist 92, as shown in FIG. 18A, a resist mask 94 having a gradient corresponding to the density change of dots of the grating mask 93 is formed.

その後、図18(b)に示すように、第1の配線パターン51cの形成領域以外の領域を覆うマスク基板95を用いて、勾配を有するレジストマスク94を介して、例えば、プラズマCVDを用いて、銅イオン等を1層目の層間絶縁膜50内に注入する。   Thereafter, as shown in FIG. 18B, using a mask substrate 95 covering a region other than the region where the first wiring pattern 51c is formed, using a resist mask 94 having a gradient, for example, using plasma CVD. Then, copper ions or the like are implanted into the first interlayer insulating film 50.

このとき、レジストマスク94の膜厚が厚い箇所ほど銅イオン等が注入される量は少なくなるため、レジストマスク94の勾配と同じ勾配を有する第1の配線パターン51cを形成することができる。   At this time, as the resist mask 94 is thicker, the amount of copper ions or the like to be implanted becomes smaller, so that the first wiring pattern 51c having the same gradient as the resist mask 94 can be formed.

つまり、画素アレイ23cの周縁部Rにおいて、1層目の層間絶縁膜50内に、受光面が画素アレイ23cの周縁部Rから中央部Mへ向かって下り勾配となるストライプ状の第1の配線パターン51cを形成する。なお、画素アレイ23cの中央部Mにおいては、勾配を有しないストライプ状の第1の配線パターン51cが形成される。   That is, in the peripheral portion R of the pixel array 23c, in the first interlayer insulating film 50, the stripe-shaped first wiring whose light receiving surface is inclined downward from the peripheral portion R of the pixel array 23c toward the central portion M. A pattern 51c is formed. In the central portion M of the pixel array 23c, a stripe-shaped first wiring pattern 51c having no gradient is formed.

上述した画素アレイ23cの製造方法では、画素アレイ23cの周縁部Rにおいて、1層目の第1の配線パターン51cをストライプ状に形成するとともに、かかる第1の配線パターン51cの受光面を画素アレイ23cの周縁部Rから中央部Mへ向かって下り勾配に形成する。   In the manufacturing method of the pixel array 23c described above, the first wiring pattern 51c of the first layer is formed in a stripe shape at the peripheral edge R of the pixel array 23c, and the light receiving surface of the first wiring pattern 51c is used as the pixel array. 23c is formed in a descending gradient from the peripheral edge R to the center M.

これにより、画素アレイ23cの周縁部Rにおいて、光電変換素子4を透過して配線層5cへ到達した光9が1層目の第1の配線パターン51cに当たった場合、図15中太線矢印で示す方向へ反射する。   As a result, in the peripheral portion R of the pixel array 23c, when the light 9 that has passed through the photoelectric conversion element 4 and reached the wiring layer 5c hits the first wiring pattern 51c of the first layer, the thick line arrow in FIG. Reflects in the direction shown.

このため、第3の実施形態に係る固体撮像装置14は、1層目の第1の配線パターン51cに当たって反射した光9が、隣接する光電変換素子4へ進入することを抑えることができる。   For this reason, the solid-state imaging device 14 according to the third embodiment can suppress the light 9 reflected by the first wiring pattern 51c in the first layer from entering the adjacent photoelectric conversion element 4.

したがって、第3の実施形態に係る固体撮像装置14は、画素アレイ23cの周縁部Rにおける隣接画素間の混色の発生を抑制することができる。   Therefore, the solid-state imaging device 14 according to the third embodiment can suppress the occurrence of color mixture between adjacent pixels in the peripheral portion R of the pixel array 23c.

また、上述した第3の実施形態に係る画素アレイ23cは、画素アレイ23cの周縁部Rにおけるマイクロレンズ8およびカラーフィルタ7の位置を、画素アレイ23cの中心側にずらしてもよい。   Further, in the pixel array 23c according to the third embodiment described above, the positions of the microlens 8 and the color filter 7 in the peripheral portion R of the pixel array 23c may be shifted to the center side of the pixel array 23c.

このように、画素アレイ23cの周縁部Rにおけるマイクロレンズ8およびカラーフィルタ7をスケーリングすることで、光電変換素子4の受光面に対して所定の角度で光9を入射させることができ、隣接画素間の混色の発生をより抑制することができる。   Thus, by scaling the microlens 8 and the color filter 7 at the peripheral edge R of the pixel array 23c, the light 9 can be incident at a predetermined angle with respect to the light receiving surface of the photoelectric conversion element 4, and adjacent pixels It is possible to further suppress the occurrence of color mixing.

次に、図19を参照して、上述した第1、第2および第3の実施形態に係る固体撮像装置14が適用されたデジタルカメラ1に設けられる光学系の概略構成について説明する。   Next, a schematic configuration of an optical system provided in the digital camera 1 to which the solid-state imaging device 14 according to the first, second, and third embodiments described above is applied will be described with reference to FIG.

図19は、第1、第2および第3の実施形態に係る固体撮像装置14が適用されたデジタルカメラ1に設けられる光学系の概略構成を示す説明図である。なお、図19に示す構成要素のうち、図1および図2に示す構成要素と同様の機能を有する構成要素については、図1および図2に示す符号と同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。   FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of an optical system provided in the digital camera 1 to which the solid-state imaging device 14 according to the first, second, and third embodiments is applied. Of the constituent elements shown in FIG. 19, the constituent elements having the same functions as those shown in FIG. 1 and FIG. 2 are given the same reference numerals as those shown in FIG. 1 and FIG. Is omitted.

図19に示すように、撮像光学系13は、偏光フィルタ96、撮影レンズ部80、ハーフミラー81、メカシャッタ82、固体撮像装置14、レンズ83、プリズム84、およびファインダ85を備える。   As shown in FIG. 19, the imaging optical system 13 includes a polarizing filter 96, a photographing lens unit 80, a half mirror 81, a mechanical shutter 82, a solid-state imaging device 14, a lens 83, a prism 84, and a finder 85.

偏光フィルタ96は、撮像レンズ86bの入射面に設けられ、特定の偏光成分の光を透過する。また、偏向フィルタ95は回転可能な構造体であり、特定の偏光成分の光を選択的に透過することができる。   The polarizing filter 96 is provided on the incident surface of the imaging lens 86b and transmits light of a specific polarization component. Further, the deflection filter 95 is a rotatable structure and can selectively transmit light of a specific polarization component.

撮影レンズ部80は、撮影レンズ86a,86b、絞り(図示せず)、およびレンズ駆動機構86cを備える。絞りは、撮影レンズ86aと撮影レンズ86bとの間に配置され、撮影レンズ86bへ導かれる光量を調節する。   The photographing lens unit 80 includes photographing lenses 86a and 86b, a diaphragm (not shown), and a lens driving mechanism 86c. The stop is disposed between the photographic lens 86a and the photographic lens 86b, and adjusts the amount of light guided to the photographic lens 86b.

固体撮像装置14は、撮影レンズ86a,86bの予定結像面に配置される。例えば、撮影レンズ86a,86bは、入射した光を屈折させて、ハーフミラー81およびメカシャッタ82経由で固体撮像装置14の撮像面(画素アレイ23,23b,23c)に被写体の像を形成する。   The solid-state imaging device 14 is disposed on the planned image planes of the photographing lenses 86a and 86b. For example, the photographing lenses 86 a and 86 b refract the incident light and form an image of the subject on the imaging surface (pixel arrays 23, 23 b, and 23 c) of the solid-state imaging device 14 via the half mirror 81 and the mechanical shutter 82.

上述したデジタルカメラ1では、撮影レンズ86aの入射面に偏光フィルタ96を設けることで、固体撮像装置14へ特定の偏光成分の光を選択的に入射させることができる。   In the digital camera 1 described above, by providing the polarizing filter 96 on the incident surface of the photographing lens 86a, light of a specific polarization component can be selectively incident on the solid-state imaging device 14.

これにより、上述した第1、第2および第3の実施形態に係る固体撮像装置14は、偏光フィルタ96によって選択された特定の偏光成分の光が入射することにより、フレアやゴーストの発生をより抑制することができる。   As a result, the solid-state imaging device 14 according to the first, second, and third embodiments described above generates more flare and ghost when light of a specific polarization component selected by the polarization filter 96 is incident. Can be suppressed.

なお、上述した第1、第2および第3の実施形態に係る画素アレイ23,23b,23cは、Si層30をP型、Si領域31をN型としているが、Si層30をN型、Si領域31をP型として画素アレイ23,23b,23cを構成するようにしてもよい。   In the pixel arrays 23, 23b, and 23c according to the first, second, and third embodiments described above, the Si layer 30 is P-type and the Si region 31 is N-type, but the Si layer 30 is N-type, The pixel arrays 23, 23b, and 23c may be configured with the Si region 31 as the P type.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 デジタルカメラ、 11 カメラモジュール、 12 後段処理部、 13 撮像光学系、 14 固体撮像装置、 15 ISP、 16 記憶部、 17 表示部、 20 イメージセンサ、 21 信号処理回路、 22 周辺回路、 23,23b,23c 画素アレイ、 24 垂直シフトレジスタ、 25 タイミング制御部、 26 CDS、 27 ADC、 28 ラインメモリ、 30 P型のSi層、 31 N型のSi領域、 32 半導体基板、 4 光電変換素子、 5,5b,5c 配線層、 50 層間絶縁膜、 51,51a 第1の配線パターン、 52,52b 第2の配線パターン、 53 第3の配線パターン、 54,55 トレンチ、 6 反射防止膜、 60 接着層、 61 支持基板、 7 カラーフィルタ、 8 マイクロレンズ、 80 撮像レンズ部、 81 ハーフミラー、 82 メカシャッタ、 83 レンズ、 84 プリズム、 85 ファインダ、 86a,86b 撮像レンズ、 86c レンズ駆動機構、 9 光、 90, 91,92 レジスト、 93 グレーティングマスク、 94 レジストマスク、 95 マスク基板、 96 偏光フィルタ、 L1,L2 ライン、 S1,S2 スペース   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Digital camera, 11 Camera module, 12 Post process part, 13 Imaging optical system, 14 Solid-state imaging device, 15 ISP, 16 Storage part, 17 Display part, 20 Image sensor, 21 Signal processing circuit, 22 Peripheral circuit, 23, 23b , 23c pixel array, 24 vertical shift register, 25 timing control unit, 26 CDS, 27 ADC, 28 line memory, 30 P-type Si layer, 31 N-type Si region, 32 semiconductor substrate, 4 photoelectric conversion element, 5b, 5c wiring layer, 50 interlayer insulating film, 51, 51a first wiring pattern, 52, 52b second wiring pattern, 53 third wiring pattern, 54, 55 trench, 6 antireflection film, 60 adhesive layer, 61 support substrate, 7 color filter, 8 micro 80, imaging lens unit, 81 half mirror, 82 mechanical shutter, 83 lens, 84 prism, 85 finder, 86a, 86b imaging lens, 86c lens driving mechanism, 9 light, 90, 91, 92 resist, 93 grating mask, 94 resist Mask, 95 Mask substrate, 96 Polarizing filter, L1, L2 line, S1, S2 space

Claims (6)

半導体層に設けられ、前記半導体層の一方の面側から入射する光を受光する光電変換素子と、
前記半導体層の他方の面側で前記光電変換素子と対向する位置に、直線状の配線が前記半導体層の面方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置される第1の配線パターンを有する配線層と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
A photoelectric conversion element that is provided in the semiconductor layer and receives light incident from one side of the semiconductor layer; and
A first wiring pattern in which a plurality of linear wirings are arranged in parallel with a predetermined interval in the surface direction of the semiconductor layer at a position facing the photoelectric conversion element on the other surface side of the semiconductor layer. A solid-state imaging device comprising: a wiring layer.
前記配線層は、
前記光電変換素子の一画素の大きさに応じて、前記第1の配線パターンが配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
The wiring layer is
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the first wiring pattern is arranged according to a size of one pixel of the photoelectric conversion element.
前記配線層は、
前記第1の配線パターンの受光面側とは逆の面側に、直線状の配線が前記第1の配線パターンと交差する方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置される第2の配線パターン
をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装置。
The wiring layer is
A second wiring in which a plurality of linear wirings are arranged in parallel with a predetermined interval in a direction intersecting the first wiring pattern on the surface opposite to the light receiving surface side of the first wiring pattern. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a pattern.
前記第2の配線パターンは、
直線状の配線が前記第1の配線パターンと直交する方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置される
ことを特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置。
The second wiring pattern is:
4. The solid-state imaging device according to claim 3, wherein a plurality of linear wires are arranged in parallel at a predetermined interval in a direction orthogonal to the first wiring pattern.
前記半導体層の周縁部における前記第1の配線パターンは、
受光面が前記半導体層の周縁部から中央部へ向かって下り勾配である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
The first wiring pattern at the periphery of the semiconductor layer is
5. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the light receiving surface has a downward slope from a peripheral edge portion to a central portion of the semiconductor layer.
半導体層に複数の光電変換素子を形成することと、
前記半導体層の受光面側とは逆の面側に絶縁膜を形成することと、
前記絶縁膜における前記複数の光電変換素子と対向する位置に、直線状の配線を前記半導体層の面方向に所定の間隔を空けて平行に複数配置して第1の配線パターンを形成することと、
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
Forming a plurality of photoelectric conversion elements in the semiconductor layer;
Forming an insulating film on the surface side opposite to the light-receiving surface side of the semiconductor layer;
Forming a first wiring pattern by arranging a plurality of linear wirings parallel to each other at a predetermined interval in the surface direction of the semiconductor layer at a position facing the plurality of photoelectric conversion elements in the insulating film; ,
A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising:
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