JP2018147976A - Solid state image sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid state image sensor including electric wiring of a conductive material mainly composed of copper, having a structure capable of suppressing the impact of light interference without complicating the production process, and to provide a manufacturing method the solid state image sensor.SOLUTION: A solid state image sensor has: a semiconductor substrate provided with multiple pixels containing a photoelectric conversion part and a read circuit part for reading; a first insulation film provided on the semiconductor substrate, and on which electric wiring of a conductive material mainly composed of copper is arranged; a second insulation film provided on the first insulation film and the electric wiring, and preventing oxidization of the electric wiring; and a third insulation film provided on the second insulation film, and composed of silicon oxide formed by plasmatizing and reacting deposition gas, containing at least one of alkoxysilane compound and alkoxy siloxane, and at least one oxygen-containing gas selected from a group including O, NO, NO, CO, COand HO.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、固体撮像装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof.

近年、素子の微細化の進展に伴い、より低抵抗の配線材料として銅を主体とする導電材料が使用されるようになっている。銅配線を用いた半導体装置においては、その構成材料である銅が絶縁膜中に拡散するのを防止するために、ダマシン法により銅配線を形成した後、その上に銅の拡散を防止する拡散防止膜が形成されていた。この拡散防止膜は、層間絶縁膜の一部を構成するものであり、銅の拡散を抑制する機能を備えているだけでなく、より比誘電率の低い材料により構成されていることが望ましい。このような観点から、拡散防止膜の材料として用いることができるのは、SiN,SiC,SiCNなどの一部の絶縁材料に限られていた。   In recent years, with the progress of miniaturization of elements, a conductive material mainly composed of copper has been used as a lower resistance wiring material. In a semiconductor device using copper wiring, in order to prevent copper as a constituent material from diffusing into the insulating film, after forming the copper wiring by the damascene method, diffusion for preventing copper diffusion thereon A prevention film was formed. This diffusion prevention film constitutes a part of the interlayer insulating film, and preferably has a function of suppressing copper diffusion and is made of a material having a lower relative dielectric constant. From this point of view, only a part of insulating materials such as SiN, SiC, and SiCN can be used as the material for the diffusion preventing film.

ところで、半導体装置の一例として固体撮像装置を考慮すると、固体撮像装置では、層間絶縁膜を透過した光をフォトダイオードにより検知し、フォトダイオードで生成された信号電荷を画像信号に変換している。このとき、層間絶縁膜内に拡散防止膜が存在していると、拡散防止膜を構成する上述の材料と層間絶縁膜の主要な構成材料である酸化シリコンとの屈折率の違いに起因して光干渉などが発生し、層間絶縁膜を透過する光が減少してしまう。   By the way, when a solid-state imaging device is considered as an example of a semiconductor device, the solid-state imaging device detects light transmitted through an interlayer insulating film with a photodiode and converts signal charges generated by the photodiode into an image signal. At this time, if a diffusion preventing film exists in the interlayer insulating film, it is caused by a difference in refractive index between the above-described material constituting the diffusion preventing film and silicon oxide which is a main constituent material of the interlayer insulating film. Light interference or the like occurs, and light transmitted through the interlayer insulating film decreases.

このような観点から、特許文献1に記載の固体撮像装置では、フォトダイオード上の層間絶縁膜に光導波路構造を設けることにより、光干渉を防止していた。また、特許文献2に記載の固体撮像装置では、光路上に存在する拡散防止膜をドライエッチングにより除去することにより、光干渉を防止していた。   From such a viewpoint, in the solid-state imaging device described in Patent Document 1, optical interference is prevented by providing an optical waveguide structure in the interlayer insulating film on the photodiode. Further, in the solid-state imaging device described in Patent Document 2, light interference is prevented by removing the diffusion prevention film existing on the optical path by dry etching.

特開2003−324189号公報JP 2003-324189 A 特開2008−199059号公報JP 2008-199059 A 特開2002−164429号公報JP 2002-164429 A

しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の固体撮像装置の製造には、光路上に光導波路構造を形成するための工程や光路上の拡散防止膜を除去するための工程が別途必要なため、製造プロセスが複雑化し、ひいては製造コストの増加を避けられなかった。   However, the manufacture of the solid-state imaging device described in Patent Document 1 and Patent Document 2 requires a separate process for forming the optical waveguide structure on the optical path and a process for removing the diffusion prevention film on the optical path. As a result, the manufacturing process becomes complicated, and as a result, an increase in manufacturing cost cannot be avoided.

本発明の目的は、銅を主体とする導電材料からなる配線を備えた固体撮像装置において、製造工程を複雑にすることなく光干渉の影響を抑制しうる構造及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a structure capable of suppressing the influence of optical interference and a method for manufacturing the same in a solid-state imaging device including a wiring made of a conductive material mainly composed of copper without complicating the manufacturing process. is there.

本発明の一観点によれば、光電変換部と、前記光電変換部で生成された電荷に基づく信号を読み出す読み出し回路部と、を含む複数の画素が設けられた半導体基板と、前記半導体基板の上に設けられた第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜の中に配され、銅を主体とする導電材料からなる配線と、前記第1の絶縁膜及び前記配線の上に設けられ、前記配線が酸化されるのを防止する第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜の上に設けられ、炭素と窒素の結合を含む第3の絶縁膜とを有する固体撮像装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, a semiconductor substrate provided with a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit and a readout circuit unit that reads a signal based on charges generated by the photoelectric conversion unit, and the semiconductor substrate A first insulating film provided on the first insulating film; a wiring which is disposed in the first insulating film and made of a conductive material mainly composed of copper; and is provided on the first insulating film and the wiring. A solid-state imaging device having a second insulating film that prevents the wiring from being oxidized and a third insulating film that is provided on the second insulating film and includes a bond of carbon and nitrogen is provided. Is done.

また、本発明の他の一観点によれば、半導体基板の上に、第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜の中に、銅を主体とする導電材料からなる配線を形成する工程と、前記第1の絶縁膜及び前記配線の上に、前記配線が酸化されるのを防止する第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜の上に、炭素と窒素の結合を含む第3の絶縁膜を形成する工程とを有する固体撮像装置の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, a step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, and a wiring made of a conductive material mainly composed of copper in the first insulating film Forming a second insulating film on the first insulating film and the wiring to prevent the wiring from being oxidized; and on the second insulating film, There is provided a method for manufacturing a solid-state imaging device including a step of forming a third insulating film including a bond of carbon and nitrogen.

本発明によれば、銅を主体とする導電材料からなる配線を備えた固体撮像装置において、製造工程を複雑にすることなく光干渉の影響を抑制することができる。これにより、入射光の利用効率を高め、固体撮像装置の感度を向上することができる。   According to the present invention, in a solid-state imaging device including a wiring made of a conductive material mainly composed of copper, the influence of optical interference can be suppressed without complicating the manufacturing process. Thereby, the utilization efficiency of incident light can be improved and the sensitivity of a solid-state imaging device can be improved.

本発明の第1実施形態による固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態による固体撮像装置の構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the solid-state imaging device by 1st Embodiment of this invention. プラズマSiN膜よりなる酸化防止膜の膜厚と反射率との関係を示すグラフ(その1)である。It is a graph (the 1) which shows the relationship between the film thickness of the antioxidant film | membrane consisting of a plasma SiN film | membrane, and a reflectance. プラズマSiN膜よりなる酸化防止膜の膜厚と反射率との関係を示すグラフ(その2)である。It is a graph (the 2) which shows the relationship between the film thickness of the antioxidant film | membrane which consists of a plasma SiN film | membrane, and a reflectance. 本発明の第1実施形態による固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図(その1)である。It is process sectional drawing (the 1) which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図(その2)である。It is process sectional drawing (the 2) which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device by 1st Embodiment of this invention. 酸化シリコン膜の成膜に用いる成膜装置の概略図である。It is the schematic of the film-forming apparatus used for film-forming of a silicon oxide film. 銅配線と酸化防止膜との界面における銅の挙動をSIMS法により測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the behavior of copper in the interface of copper wiring and antioxidant film by the SIMS method. 本発明の第2実施形態による撮像システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the imaging system by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による撮像システム及び移動体の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the imaging system by 3rd Embodiment of this invention, and a mobile body.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態による固体撮像装置及びその製造方法について、図1乃至図8を用いて説明する。
[First Embodiment]
A solid-state imaging device and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本実施形態による固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図2は、本実施形態による固体撮像装置の構造を示す概略断面図である。図3及び図4は、プラズマSiN膜よりなる酸化防止膜の膜厚と反射率との関係を示すグラフである。図5及び図6は、本実施形態による固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図である。図7は、酸化シリコン膜の成膜に用いる成膜装置の概略図である。図8は、銅配線と酸化防止膜との界面における銅の挙動をSIMS法により測定した結果を示すグラフである。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the solid-state imaging device according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the solid-state imaging device according to the present embodiment. 3 and 4 are graphs showing the relationship between the film thickness and the reflectance of the antioxidant film made of the plasma SiN film. 5 and 6 are process cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the present embodiment. FIG. 7 is a schematic view of a film forming apparatus used for forming a silicon oxide film. FIG. 8 is a graph showing the results of measuring the behavior of copper at the interface between the copper wiring and the antioxidant film by the SIMS method.

はじめに、本実施形態による固体撮像装置の構造について、図1及び図2を用いて説明する。   First, the structure of the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

本実施形態による固体撮像装置は、図1に示すように、画素領域10と、垂直走査回路20と、列読み出し回路30と、水平走査回路40と、制御回路50と、出力回路60とを有している。   As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device according to the present embodiment includes a pixel region 10, a vertical scanning circuit 20, a column readout circuit 30, a horizontal scanning circuit 40, a control circuit 50, and an output circuit 60. doing.

画素領域10には、複数行及び複数列に渡ってマトリクス状に配された複数の画素12が設けられている。それぞれの画素12は、光電変換を行う光電変換部と、光電変換部で生成された電荷に基づく信号を読み出すための読み出し回路部とを備える。読み出し回路部は、電荷を転送する転送トランジスタ、電荷電圧変換部をリセットするリセットトランジスタ、電荷電圧変換部の電位に応じた信号を出力する増幅トランジスタ、増幅トランジスタを選択する選択トランジスタを含む。また、読み出し回路部は、光電変換部からの電荷を保持する電荷保持部を含み得る。光電変換部以外の回路部分、例えば電荷保持部は遮光部材によって入射光が遮られる。また、画素領域10には、分光感度特性を制御するためのカラーフィルタ、集光のためのマイクロレンズが光電変換部上に設けられており、各光電変換部間には混色を防ぐための遮光部材が形成され得る。さらに、画素領域10には、有効な画素以外に、光電変換部が遮光されたオプティカルブラック画素、光電変換部を有さないダミー画素などのように画像を出力しない画素が含まれ得る。   The pixel region 10 is provided with a plurality of pixels 12 arranged in a matrix over a plurality of rows and columns. Each pixel 12 includes a photoelectric conversion unit that performs photoelectric conversion, and a readout circuit unit that reads a signal based on the charge generated by the photoelectric conversion unit. The readout circuit unit includes a transfer transistor that transfers charge, a reset transistor that resets the charge-voltage conversion unit, an amplification transistor that outputs a signal corresponding to the potential of the charge-voltage conversion unit, and a selection transistor that selects the amplification transistor. The readout circuit unit may include a charge holding unit that holds charges from the photoelectric conversion unit. In the circuit part other than the photoelectric conversion part, for example, the charge holding part, incident light is blocked by the light shielding member. In addition, the pixel region 10 is provided with a color filter for controlling spectral sensitivity characteristics and a microlens for condensing light on the photoelectric conversion units, and light shielding for preventing color mixture between the photoelectric conversion units. A member may be formed. Further, the pixel region 10 may include pixels that do not output an image, such as an optical black pixel in which the photoelectric conversion unit is shielded from light and a dummy pixel that does not have the photoelectric conversion unit, in addition to effective pixels.

画素領域10の画素アレイの各行には、行方向(図1において横方向)に延在して、制御信号線14が配されている。制御信号線14は、行方向に並ぶ画素12にそれぞれ接続され、これら画素12に共通の信号線をなしている。また、画素領域10の画素アレイの各列には、列方向(図1において縦方向)に延在して、垂直出力線16が配されている。垂直出力線16は、列方向に並ぶ画素12にそれぞれ接続され、これら画素12に共通の信号線をなしている。   Each row of the pixel array in the pixel region 10 is provided with a control signal line 14 extending in the row direction (lateral direction in FIG. 1). The control signal line 14 is connected to each pixel 12 arranged in the row direction, and forms a common signal line for these pixels 12. Each column of the pixel array in the pixel area 10 is provided with a vertical output line 16 extending in the column direction (vertical direction in FIG. 1). The vertical output lines 16 are respectively connected to the pixels 12 arranged in the column direction, and form a signal line common to these pixels 12.

各行の制御信号線14は、垂直走査回路20に接続されている。垂直走査回路20は、画素12から画素信号を読み出す際に画素12の読み出し回路部を駆動するための制御信号を、制御信号線14を介して画素12に供給する回路部である。各列の垂直出力線16の一端は、列読み出し回路30に接続されている。画素12から読み出された画素信号は、垂直出力線16を介して列読み出し回路30に入力される。列読み出し回路30は、画素12から読み出された画素信号に対して所定の信号処理、例えば増幅処理やAD変換処理等の信号処理を実施する回路部である。列読み出し回路30は、差動増幅回路、サンプル・ホールド回路、AD変換回路等を含み得る。   The control signal line 14 in each row is connected to the vertical scanning circuit 20. The vertical scanning circuit 20 is a circuit unit that supplies a control signal for driving the reading circuit unit of the pixel 12 to the pixel 12 via the control signal line 14 when reading the pixel signal from the pixel 12. One end of the vertical output line 16 of each column is connected to the column readout circuit 30. The pixel signal read from the pixel 12 is input to the column readout circuit 30 via the vertical output line 16. The column readout circuit 30 is a circuit unit that performs predetermined signal processing such as amplification processing and AD conversion processing on the pixel signal read from the pixel 12. The column readout circuit 30 may include a differential amplifier circuit, a sample / hold circuit, an AD conversion circuit, and the like.

水平走査回路40は、列読み出し回路30において処理された画素信号を列毎に順次、出力回路60に転送するための制御信号を、列読み出し回路30に供給する回路部である。制御回路50は、垂直走査回路20、列読み出し回路30及び水平走査回路40の動作やそのタイミングを制御する制御信号を供給するための回路部である。出力回路60は、バッファアンプ、差動増幅器などから構成され、列読み出し回路30から読み出された画素信号を固体撮像装置の外部の信号処理部に出力するための回路部である。   The horizontal scanning circuit 40 is a circuit unit that supplies the column readout circuit 30 with a control signal for sequentially transferring the pixel signals processed in the column readout circuit 30 to the output circuit 60 for each column. The control circuit 50 is a circuit unit for supplying control signals for controlling the operation and timing of the vertical scanning circuit 20, the column readout circuit 30, and the horizontal scanning circuit 40. The output circuit 60 includes a buffer amplifier, a differential amplifier, and the like, and is a circuit unit for outputting the pixel signal read from the column readout circuit 30 to a signal processing unit outside the solid-state imaging device.

図2は、本実施形態による固体撮像装置の画素12の部分断面図である。図2には、画素12を構成する素子のうち、光電変換部を構成するフォトダイオードPDと2つのトランジスタM1,M2とを示している。トランジスタM1は、転送トランジスタである。トランジスタM2は、読み出し回路部を構成する他のトランジスタ、すなわち、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ又は選択トランジスタである。   FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the pixel 12 of the solid-state imaging device according to the present embodiment. FIG. 2 shows a photodiode PD and two transistors M1 and M2 constituting a photoelectric conversion unit among elements constituting the pixel 12. The transistor M1 is a transfer transistor. The transistor M2 is another transistor constituting the readout circuit unit, that is, a reset transistor, an amplification transistor, or a selection transistor.

シリコン基板100には、活性領域を画定する素子分離領域102が設けられている。図2には、素子分離領域102により画定された活性領域として、フォトダイオードPD及びトランジスタM1が設けられた活性領域と、トランジスタM2が設けられた活性領域とを示している。   The silicon substrate 100 is provided with an element isolation region 102 that defines an active region. FIG. 2 shows an active region provided with a photodiode PD and a transistor M1 and an active region provided with a transistor M2 as active regions defined by the element isolation region 102.

一方の活性領域(図2において左側)のシリコン基板100内には、不純物領域104,106が互いに離間して設けられている。不純物領域104は、フォトダイオードPDの電荷蓄積領域としての機能を備える。不純物領域106は、フローティングディフュージョン領域である。不純物領域104と不純物領域106との間のシリコン基板100上には、ゲート絶縁膜を介してトランジスタM1のゲート電極112が設けられている。他方の活性領域(図において右側)のシリコン基板100内には、不純物領域108,110が互いに離間して設けられている。不純物領域108と不純物領域110との間のシリコン基板100上には、ゲート絶縁膜を介してトランジスタM2のゲート電極114が設けられている。   Impurity regions 104 and 106 are provided apart from each other in the silicon substrate 100 in one active region (left side in FIG. 2). The impurity region 104 has a function as a charge storage region of the photodiode PD. The impurity region 106 is a floating diffusion region. On the silicon substrate 100 between the impurity region 104 and the impurity region 106, a gate electrode 112 of the transistor M1 is provided via a gate insulating film. Impurity regions 108 and 110 are provided apart from each other in the silicon substrate 100 in the other active region (right side in the figure). On the silicon substrate 100 between the impurity region 108 and the impurity region 110, a gate electrode 114 of the transistor M2 is provided via a gate insulating film.

フォトダイオードPD、トランジスタM1,M2等が設けられたシリコン基板100上には、例えば窒化シリコン膜よりなる反射防止膜116と、例えば酸化シリコン膜よりなる層間絶縁膜118とが設けられている。反射防止膜116は、シリコン基板100と層間絶縁膜118との間の界面における入射光の反射を防止する機能を備える。反射防止膜116及び層間絶縁膜118内には、不純物領域106,108,110やゲート電極112に電気的に接続されたコンタクトプラグ122が配されている。   An antireflection film 116 made of, for example, a silicon nitride film and an interlayer insulating film 118 made of, for example, a silicon oxide film are provided on the silicon substrate 100 provided with the photodiode PD, the transistors M1, M2, and the like. The antireflection film 116 has a function of preventing reflection of incident light at the interface between the silicon substrate 100 and the interlayer insulating film 118. A contact plug 122 electrically connected to the impurity regions 106, 108, 110 and the gate electrode 112 is disposed in the antireflection film 116 and the interlayer insulating film 118.

コンタクトプラグ122が配された層間絶縁膜118上には、層間絶縁膜124が設けられている。層間絶縁膜124は、アルコキシシラン化合物及びアルコキシシロキサン化合物のうちの少なくとも一方と、後述する酸素含有ガスと、を含む成膜ガスをプラズマ化し、反応させることにより形成された酸化シリコン膜である。前述の酸素含有ガスは、O、NO、NO、CO、CO及びHOを含む群から選択される少なくとも1つのガスである。このような条件で形成された酸化シリコン膜をFT−IRで分析した結果は、炭素と窒素の結合(以下、C−N結合)を示すピークを持つ。C−N結合を含む絶縁膜中における銅の拡散係数は、非常に小さい。換言すると、層間絶縁膜124は、銅の拡散を抑制する機能を備えている。層間絶縁膜124内には、コンタクトプラグ122に電気的に接続された銅配線128が配されている。 An interlayer insulating film 124 is provided on the interlayer insulating film 118 on which the contact plug 122 is disposed. The interlayer insulating film 124 is a silicon oxide film formed by converting and reacting a film forming gas containing at least one of an alkoxysilane compound and an alkoxysiloxane compound with an oxygen-containing gas described later. The aforementioned oxygen-containing gas is at least one gas selected from the group comprising O 2 , N 2 O, NO 2 , CO, CO 2 and H 2 O. The result of analyzing the silicon oxide film formed under such conditions by FT-IR has a peak indicating a bond between carbon and nitrogen (hereinafter, C—N bond). The diffusion coefficient of copper in the insulating film containing a C—N bond is very small. In other words, the interlayer insulating film 124 has a function of suppressing copper diffusion. A copper wiring 128 electrically connected to the contact plug 122 is disposed in the interlayer insulating film 124.

銅配線128が配された層間絶縁膜124上には、酸化防止膜130と、層間絶縁膜132とが設けられている。酸化防止膜130は、例えば膜厚が10nm以下の窒化シリコン膜により構成されている。酸化防止膜130は、層間絶縁膜132を形成する際に銅配線128が酸化されるのを防止するための酸化防止膜として機能する。層間絶縁膜132は、層間絶縁膜124と同様の条件により形成された、銅の拡散を抑制する機能を備える酸化シリコン膜である。酸化防止膜130及び層間絶縁膜132には、銅配線128に電気的に接続された銅配線138が配されている。   On the interlayer insulating film 124 on which the copper wiring 128 is disposed, an antioxidant film 130 and an interlayer insulating film 132 are provided. The antioxidant film 130 is made of, for example, a silicon nitride film having a thickness of 10 nm or less. The antioxidant film 130 functions as an antioxidant film for preventing the copper wiring 128 from being oxidized when the interlayer insulating film 132 is formed. The interlayer insulating film 132 is a silicon oxide film that is formed under the same conditions as the interlayer insulating film 124 and has a function of suppressing copper diffusion. A copper wiring 138 electrically connected to the copper wiring 128 is disposed on the antioxidant film 130 and the interlayer insulating film 132.

銅配線138が配された層間絶縁膜132上には、酸化防止膜140と、層間絶縁膜142とが設けられている。酸化防止膜140は、酸化防止膜130と同様、例えば膜厚が10nm以下の窒化シリコン膜により構成されている。酸化防止膜140は、層間絶縁膜142を形成する際に銅配線138が酸化されるのを防止するための酸化防止膜として機能する。層間絶縁膜142は、層間絶縁膜124,132と同様の条件により形成された、銅の拡散を抑制する機能を備える酸化シリコン膜である。酸化防止膜140及び層間絶縁膜142には、銅配線138に電気的に接続された銅配線144が配されている。   On the interlayer insulating film 132 on which the copper wiring 138 is disposed, an antioxidant film 140 and an interlayer insulating film 142 are provided. Similar to the antioxidant film 130, the antioxidant film 140 is made of, for example, a silicon nitride film having a thickness of 10 nm or less. The antioxidant film 140 functions as an antioxidant film for preventing the copper wiring 138 from being oxidized when the interlayer insulating film 142 is formed. The interlayer insulating film 142 is a silicon oxide film formed under the same conditions as the interlayer insulating films 124 and 132 and having a function of suppressing copper diffusion. A copper wiring 144 electrically connected to the copper wiring 138 is disposed on the antioxidant film 140 and the interlayer insulating film 142.

銅配線144が配された層間絶縁膜142上には、酸化防止膜146と、層間絶縁膜148とが設けられている。酸化防止膜146は、酸化防止膜130,140と同様、例えば膜厚が10nm以下の窒化シリコン膜により構成されている。層間絶縁膜148は、例えば酸化シリコン膜により構成されている。酸化防止膜146及び層間絶縁膜148には、銅配線144に電気的に接続されたビアプラグ152が配されている。   An antioxidant film 146 and an interlayer insulating film 148 are provided on the interlayer insulating film 142 on which the copper wiring 144 is disposed. Similar to the antioxidant films 130 and 140, the antioxidant film 146 is made of, for example, a silicon nitride film having a thickness of 10 nm or less. The interlayer insulating film 148 is made of, for example, a silicon oxide film. A via plug 152 electrically connected to the copper wiring 144 is disposed on the antioxidant film 146 and the interlayer insulating film 148.

ビアプラグ152が配された層間絶縁膜148上には、ビアプラグ152に電気的に接続されたアルミニウム配線154と、パッド電極156とが設けられている。アルミニウム配線154及びパッド電極156が設けられた層間絶縁膜148上には、パッド電極156上にパッド開口部160が設けられたパッシベーション膜158が設けられている。   On the interlayer insulating film 148 provided with the via plug 152, an aluminum wiring 154 electrically connected to the via plug 152 and a pad electrode 156 are provided. A passivation film 158 having a pad opening 160 provided on the pad electrode 156 is provided on the interlayer insulating film 148 provided with the aluminum wiring 154 and the pad electrode 156.

このように、本実施形態による固体撮像装置は、銅配線128,138,144が配された層間絶縁膜124,132,142が、銅の拡散を抑制する機能を備えた酸化シリコン膜により構成されている。また、銅配線128,138,144が配された層間絶縁膜124,132,142の上には、膜厚が10nm以下の窒化シリコン膜により構成された酸化防止膜130,140,146が設けられている。これら絶縁膜は、フォトダイオードPDの上に延在している。   As described above, in the solid-state imaging device according to the present embodiment, the interlayer insulating films 124, 132, and 142 in which the copper wirings 128, 138, and 144 are disposed are configured by silicon oxide films having a function of suppressing copper diffusion. ing. Further, on the interlayer insulating films 124, 132, 142 on which the copper wirings 128, 138, 144 are disposed, the antioxidant films 130, 140, 146 made of a silicon nitride film having a thickness of 10 nm or less are provided. ing. These insulating films extend on the photodiode PD.

本実施形態による固体撮像装置では、層間絶縁膜124,132,142が銅の拡散を抑制する機能を備えているため、層間絶縁膜124,132,142とは別に拡散防止膜を設ける必要はない。また、酸化防止膜130,140,146は、必ずしも銅の拡散を抑制する機能を備えている必要はない。したがって、酸化防止膜130,140,146は、少なくとも銅配線128,138,144の酸化を抑制できる最低限の膜厚を有していればよく、例えば光学的な観点から適宜膜厚を調整することが可能である。   In the solid-state imaging device according to the present embodiment, since the interlayer insulating films 124, 132, 142 have a function of suppressing copper diffusion, it is not necessary to provide a diffusion prevention film separately from the interlayer insulating films 124, 132, 142. . Further, the antioxidant films 130, 140, and 146 do not necessarily have a function of suppressing copper diffusion. Therefore, the antioxidant films 130, 140, and 146 only need to have a minimum film thickness that can suppress at least the oxidation of the copper wirings 128, 138, and 144. For example, the film thickness is appropriately adjusted from an optical viewpoint. It is possible.

ここで、銅配線128,138,144の上に形成する酸化防止膜130,140,146について、図3及び図4を用いて詳細に説明する。   Here, the antioxidant films 130, 140, and 146 formed on the copper wirings 128, 138, and 144 will be described in detail with reference to FIGS.

本実施形態による固体撮像装置において、入射した光は、パッシベーション膜158、層間絶縁膜148,142,132,124,118、酸化防止膜146,140,130、反射防止膜116を通過したのちにフォトダイオードPDにより検出される。このため、これら絶縁膜の界面において光干渉が生じて入射した光が反射されると、フォトダイオードPDに達する光量が減少し、固体撮像装置の感度に影響することになる。   In the solid-state imaging device according to the present embodiment, incident light passes through the passivation film 158, the interlayer insulating films 148, 142, 132, 124, 118, the antioxidant films 146, 140, 130, and the anti-reflection film 116, then It is detected by the diode PD. For this reason, when light interference occurs at the interface between these insulating films and incident light is reflected, the amount of light reaching the photodiode PD is reduced, which affects the sensitivity of the solid-state imaging device.

図3及び図4は、酸化防止膜130,140,146をプラズマCVD法により堆積した窒化シリコン膜(以下、「プラズマSiN膜」と表記する)により構成したときの光干渉による反射率をシミュレーションにより求めた結果を示すグラフである。   3 and 4 show simulation results of reflectance due to light interference when the anti-oxidation films 130, 140, and 146 are formed of a silicon nitride film deposited by plasma CVD (hereinafter referred to as "plasma SiN film"). It is a graph which shows the calculated | required result.

図3は、酸化防止膜130,140,146の膜厚を90nm〜0nmまで変化したときの波長400nm〜750nmの範囲の入射光の平均反射率を示している。図3に示すように、酸化防止膜130,140,146の膜厚を薄くすることにより反射率は低減し、酸化防止膜130,140,146の膜厚が10nm以下になると反射率は0.3以下にまで低減することができる。   FIG. 3 shows the average reflectance of incident light in the wavelength range of 400 nm to 750 nm when the film thicknesses of the antioxidant films 130, 140, and 146 are changed from 90 nm to 0 nm. As shown in FIG. 3, the reflectance is reduced by reducing the thickness of the antioxidant films 130, 140, and 146. When the thickness of the antioxidant films 130, 140, and 146 is 10 nm or less, the reflectance is 0. It can be reduced to 3 or less.

表1は、図3に示した計算結果をもとに、酸化防止膜130,140,146を設けない場合(プラズマSiN膜の膜厚が0nmの場合)の反射率を基準とした、プラズマSiN膜のそれぞれの厚さにおける反射率の変化率をまとめたものである。すなわち、表1における反射率の変化率は、プラズマSiN膜の膜厚が0[nm]のときの反射率をR、プラズマSiN膜の膜厚がx[nm]のときの反射率をRとして、(R−R)/Rで表される。 Table 1 shows the plasma SiN based on the reflectance when the anti-oxidation films 130, 140, and 146 are not provided (when the thickness of the plasma SiN film is 0 nm) based on the calculation result shown in FIG. The change rate of the reflectance in each thickness of a film | membrane is put together. That is, the change rate of the reflectance in Table 1, R 0 the reflectance when the thickness of the plasma SiN film is 0 [nm], the film thickness of the plasma SiN film is the reflectance when the x [nm] R x is represented by (R 0 −R x ) / R 0 .

Figure 2018147976
Figure 2018147976

表1に示されるように、プラズマSiN膜からなる酸化防止膜130,140,146の膜厚が20nm以上になると反射率の変化率が急激に増加し、膜厚が70nmのときには34.8%も反射率が増加している。固体撮像装置において入射光の反射率は低ければ低いほど良いことを考えると、プラズマSiN膜からなる酸化防止膜130,140,146の膜厚としては10nm以下が望ましいことが判る。   As shown in Table 1, when the thickness of the anti-oxidation films 130, 140, and 146 made of a plasma SiN film is 20 nm or more, the reflectance change rate increases rapidly, and when the film thickness is 70 nm, 34.8%. Even the reflectivity has increased. Considering that the lower the reflectance of incident light in a solid-state imaging device, the better, the thickness of the antioxidant films 130, 140, 146 made of a plasma SiN film is preferably 10 nm or less.

図4は、酸化防止膜130,140,146の膜厚を11nm〜0nmまで変化したときの波長400nm〜750nmの範囲の入射光の平均反射率を示している。図4に示すように、反射率の値は、酸化防止膜130,140,146の膜厚が3nmのときに最小値を示し、3nmより厚くなるほど、また、3nmより薄くなるほど、徐々に大きくなる。言い換えると、プラズマSiN膜からなる酸化防止膜130,140,146の膜厚が3nmのときに最も入射光の利用効率が高くなり、固体撮像装置の感度は最も高くなる。   FIG. 4 shows the average reflectance of incident light in the wavelength range of 400 nm to 750 nm when the thickness of the antioxidant films 130, 140, and 146 is changed from 11 nm to 0 nm. As shown in FIG. 4, the reflectance value is the minimum value when the thickness of the antioxidant films 130, 140, and 146 is 3 nm, and gradually increases as the thickness becomes thicker than 3 nm or thinner than 3 nm. . In other words, when the thickness of the antioxidant films 130, 140, and 146 made of a plasma SiN film is 3 nm, the utilization efficiency of incident light becomes the highest, and the sensitivity of the solid-state imaging device becomes the highest.

表2は、図4に示した計算結果をもとに、プラズマSiN膜の膜厚が10nmのときと3nmのときの反射率の変動率を算出した結果をまとめたものである。表2において、反射率の変動レンジは、SiN膜の膜厚が±1nmの範囲で変化したときの反射率の変化量である。反射率の変動率は、SiN膜の膜厚が±1nmの範囲で変化したときの反射率の変動率である。   Table 2 summarizes the results of calculating the reflectance fluctuation rate when the thickness of the plasma SiN film is 10 nm and 3 nm based on the calculation result shown in FIG. 4. In Table 2, the fluctuation range of the reflectance is the amount of change in the reflectance when the thickness of the SiN film changes within a range of ± 1 nm. The reflectance variation rate is a reflectance variation rate when the thickness of the SiN film changes within a range of ± 1 nm.

Figure 2018147976
Figure 2018147976

表2に示されるように、プラズマSiN膜からなる酸化防止膜130,140,146の膜厚が10nmに対して±1nmの範囲で変動すると、反射率の変動率は±1.23%となる。これに対し、プラズマSiN膜からなる酸化防止膜130,140,146の膜厚が3nmに対して±1nmの範囲で変動したときには、反射率の変動率は±0.0598%まで低下する。このことは、プロセス変動などに起因する酸化防止膜130,140,146の膜厚のばらつきに対する光学的な特性の変動が、酸化防止膜130,140,146の膜厚が10nmのときよりも3nmのときの方が低く抑えられることを意味する。すなわち、光センサーとしての感度に与える影響は、プラズマSiN膜からなる酸化防止膜130,140,146の膜厚が3nmのときが最も小さくなる。   As shown in Table 2, when the thickness of the antioxidant films 130, 140, and 146 made of a plasma SiN film varies within a range of ± 1 nm with respect to 10 nm, the reflectance variation rate becomes ± 1.23%. . On the other hand, when the film thickness of the anti-oxidation films 130, 140, and 146 made of the plasma SiN film varies within a range of ± 1 nm with respect to 3 nm, the variation rate of the reflectance decreases to ± 0.0598%. This is because the variation of the optical characteristics with respect to the variation in the thickness of the antioxidant films 130, 140, and 146 due to the process variation is 3 nm than when the thickness of the antioxidant films 130, 140, and 146 is 10 nm. It means that the time of is lower. That is, the influence on the sensitivity as an optical sensor becomes the smallest when the thickness of the antioxidant films 130, 140, and 146 made of a plasma SiN film is 3 nm.

なお、酸化防止膜130,140,146は、上述のプラズマSiN膜のほか、プラズマCVD法により堆積したSiC膜やSiCN膜により構成するようにしてもよい。プラズマSiC膜やプラズマSiCN膜を用いた場合にも、酸化防止膜130,140,146の膜厚を10nm以下に設定することで、プラズマSiN膜を用いた場合と同様の反射率抑制効果を得ることができる。酸化防止膜130,140,146は耐酸化性の観点から均一で緻密な膜が好ましく、そのような膜を成膜しうる成膜方法として、プラズマCVD法のほか、ALD法等を用いてもよい。なお、酸化防止膜130,140,146に最適な膜厚は、酸化防止膜130,140,146の構成材料や固体撮像装置の層構造等に応じて、適宜設定することが望ましい。   The anti-oxidation films 130, 140, and 146 may be composed of a SiC film or a SiCN film deposited by a plasma CVD method in addition to the above-described plasma SiN film. Even when a plasma SiC film or a plasma SiCN film is used, by setting the film thickness of the anti-oxidation films 130, 140, and 146 to 10 nm or less, the same reflectance suppressing effect as that when using the plasma SiN film is obtained. be able to. The anti-oxidation films 130, 140, and 146 are preferably uniform and dense films from the viewpoint of oxidation resistance. As a film forming method capable of forming such a film, an ALD method or the like can be used in addition to the plasma CVD method. Good. The optimum film thickness for the antioxidant films 130, 140, and 146 is preferably set as appropriate according to the constituent materials of the antioxidant films 130, 140, and 146, the layer structure of the solid-state imaging device, and the like.

次に、本実施形態による固体撮像装置の製造方法について、図5及び図6を用いて説明する。   Next, the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、シリコン基板100の表面部に、例えばSTI(Shallow Trench Isolation)法を用いて、活性領域を画定する素子分離領域102を形成する。次いで、素子分離領域102により画定された活性領域に、公知の固体撮像装置の製造方法と同様にして、フォトダイオードPD、トランジスタM1,M2等の半導体素子を形成する(図5(a))。フォトダイオードPDは、電荷蓄積領域としての不純物領域104を含む。トランジスタM1は、フローティングディフュージョン領域を構成する不純物領域106、ゲート電極112を含む。トランジスタM2は、ソース/ドレイン領域を構成する不純物領域108,110、ゲート電極114を含む。   First, an element isolation region 102 that defines an active region is formed on the surface portion of the silicon substrate 100 by using, for example, an STI (Shallow Trench Isolation) method. Next, semiconductor elements such as the photodiode PD and the transistors M1 and M2 are formed in the active region defined by the element isolation region 102 in the same manner as in a known method for manufacturing a solid-state imaging device (FIG. 5A). The photodiode PD includes an impurity region 104 as a charge storage region. The transistor M1 includes an impurity region 106 and a gate electrode 112 that form a floating diffusion region. The transistor M2 includes impurity regions 108 and 110 constituting a source / drain region and a gate electrode 114.

次いで、フォトダイオードPD及びトランジスタM1,M2等が設けられたシリコン基板100の上に、例えば、LP−CVD法、プラズマCVD法、ALD法等により、例えば膜厚50nmの窒化シリコン膜を堆積する。これにより、フォトダイオードPD上に、窒化シリコン膜よりなる反射防止膜116を形成する。   Next, a silicon nitride film of, eg, a 50 nm-thickness is deposited on the silicon substrate 100 provided with the photodiode PD, transistors M1, M2, etc., for example, by LP-CVD, plasma CVD, ALD, or the like. Thereby, an antireflection film 116 made of a silicon nitride film is formed on the photodiode PD.

次いで、反射防止膜116上に、例えばCVD法により酸化シリコン膜を堆積した後、CMP法によりその表面を平坦化し、酸化シリコン膜よりなる層間絶縁膜118を形成する。   Next, after depositing a silicon oxide film on the antireflection film 116 by, for example, a CVD method, the surface thereof is flattened by a CMP method, and an interlayer insulating film 118 made of a silicon oxide film is formed.

次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングを用いて、層間絶縁膜118及び反射防止膜116に、不純物領域106,108,110、ゲート電極112等に達するコンタクトホール120を形成する。   Next, contact holes 120 reaching the impurity regions 106, 108, 110, the gate electrode 112, and the like are formed in the interlayer insulating film 118 and the antireflection film 116 using photolithography and dry etching.

次いで、全面に、例えばスパッタ法によりTiN等のバリアメタルを、例えばCVD法によりタングステンを、順次堆積後、CMP法により層間絶縁膜118の上のタングステン及びバリアメタルを除去する。これにより、コンタクトホール120に埋め込まれたコンタクトプラグ122を形成する(図5(b))。   Next, a barrier metal such as TiN is sequentially deposited on the entire surface, for example, by sputtering, for example, tungsten is deposited by, for example, CVD, and then tungsten and barrier metal on the interlayer insulating film 118 are removed by CMP. Thereby, a contact plug 122 embedded in the contact hole 120 is formed (FIG. 5B).

次いで、コンタクトプラグ122が配された層間絶縁膜118の上に、プラズマCVD法により、酸化シリコン膜よりなる層間絶縁膜124を形成する。   Next, an interlayer insulating film 124 made of a silicon oxide film is formed on the interlayer insulating film 118 provided with the contact plug 122 by plasma CVD.

図7は、層間絶縁膜124を構成する酸化シリコン膜の成膜に用いるプラズマCVD装置の一例を示す概略図である。   FIG. 7 is a schematic view showing an example of a plasma CVD apparatus used for forming a silicon oxide film constituting the interlayer insulating film 124.

プラズマCVD装置200は、減圧可能なチャンバ202と、チャンバ202に排気配管204を介して接続された排気装置206と、排気配管204の途中に設けられた開閉バルブ208とを有している。チャンバ202内には、対向して配置された上部電極210と下部電極216とが設けられている。上部電極210はシャワーヘッド構造を有しており、ガス供給配管222から供給される成膜ガスを、上部電極210を介してチャンバ202内に導入できるようになっている。ガス供給配管222には、アルコキシシラン化合物又はアルコキシシロキサン化合物の供給源、酸素含有ガスの供給源、水素(H)の供給源及び窒素(N)の供給源(何れも図示せず)等が接続されている。アルコキシシラン化合物としては、代表例として、トリメトキシシラン(TMS:SiH(OCH)が挙げられる。また、アルコキシシロキサン化合物としては、代表例として、テトラメチルジシロキサン(TMDSO:(CHHSi−O−SiH(CH)が挙げられる。酸素含有ガスとしては、酸素(O)、一酸化窒素(NO)、二酸化窒素(NO)、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO)、水(HO)が挙げられる。上部電極210は、図示しないヒータを備えていてもよい。下部電極216は、ヒータ224を備えており、下部電極216上に載置される被処理基板226を所定の温度に加熱できるようになっている。 The plasma CVD apparatus 200 includes a chamber 202 that can be depressurized, an exhaust device 206 connected to the chamber 202 via an exhaust pipe 204, and an open / close valve 208 provided in the middle of the exhaust pipe 204. In the chamber 202, an upper electrode 210 and a lower electrode 216 that are arranged to face each other are provided. The upper electrode 210 has a shower head structure, and a film forming gas supplied from a gas supply pipe 222 can be introduced into the chamber 202 through the upper electrode 210. The gas supply pipe 222 includes an alkoxysilane compound or an alkoxysiloxane compound supply source, an oxygen-containing gas supply source, a hydrogen (H 2 ) supply source, a nitrogen (N 2 ) supply source (none of which is shown) Is connected. A representative example of the alkoxysilane compound is trimethoxysilane (TMS: SiH (OCH 3 ) 3 ). As a typical example of the alkoxysiloxane compound, tetramethyldisiloxane (TMDSO: (CH 3 ) 2 HSi—O—SiH (CH 3 ) 2 ) can be given. Examples of the oxygen-containing gas include oxygen (O 2 ), nitric oxide (N 2 O), nitrogen dioxide (NO 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), and water (H 2 O). It is done. The upper electrode 210 may include a heater (not shown). The lower electrode 216 includes a heater 224 so that the substrate to be processed 226 placed on the lower electrode 216 can be heated to a predetermined temperature.

上部電極210には、高周波電力のインピーダンス整合をとるためのマッチングボックス212を介して、周波数13.56MHzの高周波電力を供給する電力供給電源214が接続されている。下部電極216には、高周波電力のインピーダンス整合をとるためのマッチングボックス218を介して、周波数400kHzの高周波電力を供給する電力供給電源220が接続されている。電力供給電源214,220から上部電極210及び下部電極216にそれぞれ電力を供給することにより、チャンバ202内に導入した成膜ガスをプラズマ化できるようになっている。   The upper electrode 210 is connected to a power supply power source 214 that supplies high-frequency power with a frequency of 13.56 MHz via a matching box 212 for impedance matching of high-frequency power. The lower electrode 216 is connected to a power supply power supply 220 that supplies high-frequency power with a frequency of 400 kHz via a matching box 218 for impedance matching of high-frequency power. By supplying power from the power supply power sources 214 and 220 to the upper electrode 210 and the lower electrode 216, respectively, the film forming gas introduced into the chamber 202 can be turned into plasma.

層間絶縁膜124は、このようなプラズマCVD装置200を用いて成膜する。例えば、原料ガスとしてTMSとNO(亜酸化窒素)とをチャンバ202内に供給するとともに、上部電極210に13.56MHzの高周波電力を印加し、下部電極216に400kHzの高周波電力を印加し、容量結合型のプラズマを発生させる。チャンバ202の内部は、開閉バルブ208によって排気装置206による排気量を調節することにより、約3Torrの圧力に制御する。このようにして、下部電極216上に載置された被処理基板226上に、酸化シリコン膜を堆積する。 The interlayer insulating film 124 is formed using such a plasma CVD apparatus 200. For example, TMS and N 2 O (nitrous oxide) are supplied as source gases into the chamber 202, high frequency power of 13.56 MHz is applied to the upper electrode 210, and high frequency power of 400 kHz is applied to the lower electrode 216. Then, a capacitively coupled plasma is generated. The inside of the chamber 202 is controlled to a pressure of about 3 Torr by adjusting the exhaust amount by the exhaust device 206 by the open / close valve 208. In this manner, a silicon oxide film is deposited on the substrate 226 to be processed placed on the lower electrode 216.

アルコキシシラン化合物又はアルコキシシロキサン化合物と、上述の酸素含有ガスとを含む原料ガスを用いてプラズマCVD法により成膜した酸化シリコン膜は、低い誘電率を有し、かつ水分含有量が少なく、緻密で、耐水性に優れている。また、銅の拡散を防止する能力も高い。したがって、このように成膜した酸化シリコン膜は、銅配線が配される層間絶縁膜の構成材料として好適である。なお、アルコキシシラン化合物又はアルコキシシロキサン化合物と酸素含有ガスとを含む原料ガスを用いてプラズマCVD法により成膜した酸化シリコン膜については、同一出願人による特許文献3に詳述されている。   A silicon oxide film formed by a plasma CVD method using a source gas containing an alkoxysilane compound or an alkoxysiloxane compound and the oxygen-containing gas described above has a low dielectric constant, a low moisture content, and a high density. Excellent water resistance. It also has a high ability to prevent copper diffusion. Therefore, the silicon oxide film formed in this way is suitable as a constituent material of the interlayer insulating film on which the copper wiring is arranged. Note that a silicon oxide film formed by a plasma CVD method using a source gas containing an alkoxysilane compound or an alkoxysiloxane compound and an oxygen-containing gas is described in detail in Patent Document 3 by the same applicant.

次いで、このように形成した層間絶縁膜124に、フォトリソグラフィ及びドライエッチングを用いて、銅配線128が埋め込まれる配線溝126を形成する。   Next, a wiring trench 126 in which the copper wiring 128 is embedded is formed in the interlayer insulating film 124 formed in this manner by using photolithography and dry etching.

次いで、例えばスパッタ法によりTaN等のバリアメタルを堆積後、このバリアメタルをシードとして電解メッキ法により銅膜を成長し、配線溝126内をバリアメタルと銅とにより充填する。その後、CMP法により層間絶縁膜124上の銅及びバリアメタルを除去し、配線溝126に埋め込まれた銅配線128を形成する(図5(c))。   Next, after depositing a barrier metal such as TaN by sputtering, for example, a copper film is grown by electrolytic plating using the barrier metal as a seed, and the wiring trench 126 is filled with the barrier metal and copper. Thereafter, the copper and the barrier metal on the interlayer insulating film 124 are removed by CMP to form a copper wiring 128 embedded in the wiring trench 126 (FIG. 5C).

次いで、銅配線128が配された層間絶縁膜124の上に、酸化防止膜130を堆積する。酸化防止膜130は、後に形成する層間絶縁膜132の堆積過程において銅配線128が酸化されるのを防止する役目を果たす。   Next, an antioxidant film 130 is deposited on the interlayer insulating film 124 on which the copper wiring 128 is disposed. The antioxidant film 130 serves to prevent the copper wiring 128 from being oxidized in the process of depositing the interlayer insulating film 132 to be formed later.

例えば、プラズマCVD法により、例えば膜厚3nmの窒化シリコン(SiN)膜を堆積し、プラズマSiN膜よりなる酸化防止膜130を形成する。酸化防止膜130には、プラズマSiN膜のほか、プラズマCVD法により堆積したSiC膜やSiCN膜を適用することもできる。また、成膜方法には、プラズマCVD法のみならず、均一な極薄膜を堆積することができる他の成膜方法、例えばALD法を適用してもよい。   For example, a silicon nitride (SiN) film having a thickness of 3 nm, for example, is deposited by plasma CVD, and the antioxidant film 130 made of the plasma SiN film is formed. In addition to the plasma SiN film, an SiC film or SiCN film deposited by a plasma CVD method can also be applied to the antioxidant film 130. Further, as a film forming method, not only a plasma CVD method but also another film forming method capable of depositing a uniform ultrathin film, for example, an ALD method may be applied.

酸化防止膜130は、銅配線128が酸化されるのを防止するに十分な膜厚を有していればよく、銅の拡散を防止する機能を備えていなくてもよい。   The antioxidant film 130 only needs to have a film thickness sufficient to prevent the copper wiring 128 from being oxidized, and may not have a function of preventing copper diffusion.

図8は、銅(Cu)膜の上にプラズマSiN膜(SiN)を堆積したときの銅膜とプラズマSiN膜との間の界面状態をSIMS法により測定した結果を示すグラフである。図8に示すように、銅膜の上にプラズマSiN膜を堆積後、銅膜中のCu原子は、銅膜とプラズマSiN膜との界面から20nm〜30nm程度拡散していることが判る。銅の拡散を防止する観点からは、膜厚30nm以上のプラズマSiN膜が必要になるが、本実施形態による撮像装置の酸化防止膜130としては、前述のように、膜厚10nm以下、例えば膜厚3nm程度のプラズマSiN膜が好適である。   FIG. 8 is a graph showing the results of measuring the interface state between the copper film and the plasma SiN film by the SIMS method when the plasma SiN film (SiN) is deposited on the copper (Cu) film. As shown in FIG. 8, after depositing the plasma SiN film on the copper film, it can be seen that Cu atoms in the copper film diffuse about 20 nm to 30 nm from the interface between the copper film and the plasma SiN film. From the viewpoint of preventing copper diffusion, a plasma SiN film having a film thickness of 30 nm or more is required. As described above, the antioxidant film 130 of the imaging apparatus according to the present embodiment has a film thickness of 10 nm or less, for example, a film. A plasma SiN film having a thickness of about 3 nm is suitable.

次いで、酸化防止膜130の上に、層間絶縁膜124と同様の成膜条件を用いて、層間絶縁膜132を堆積する(図5(d))。この際、基板の表面は酸素を含むプラズマに曝されるが、銅配線128の表面は酸化防止膜130で覆われているため、銅配線128が酸化されることはない。   Next, an interlayer insulating film 132 is deposited on the antioxidant film 130 using the same film forming conditions as the interlayer insulating film 124 (FIG. 5D). At this time, the surface of the substrate is exposed to plasma containing oxygen. However, since the surface of the copper wiring 128 is covered with the antioxidant film 130, the copper wiring 128 is not oxidized.

次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングを用いて、デュアルダマシン法により、層間絶縁膜132に、銅配線128に達するビアホール134と、ビアホール134に連通する配線溝136とを形成する。   Next, a via hole 134 reaching the copper wiring 128 and a wiring groove 136 communicating with the via hole 134 are formed in the interlayer insulating film 132 by a dual damascene method using photolithography and dry etching.

次いで、例えばスパッタ法によりTaN等のバリアメタルを堆積後、このバリアメタルをシードとして電解メッキ法により銅膜を成長し、ビアホール134内及び配線溝136内をバリアメタルと銅とにより充填する。その後、CMP法により層間絶縁膜132上の銅及びバリアメタルを除去し、ビアホール134及び配線溝136に埋め込まれた銅配線138を形成する(図6(a))。   Next, after depositing a barrier metal such as TaN by sputtering, for example, a copper film is grown by electrolytic plating using the barrier metal as a seed, and the via hole 134 and the wiring trench 136 are filled with the barrier metal and copper. Thereafter, the copper and the barrier metal on the interlayer insulating film 132 are removed by CMP to form a copper wiring 138 embedded in the via hole 134 and the wiring trench 136 (FIG. 6A).

次いで、銅配線138が設けられた層間絶縁膜132の上に、酸化防止膜130と同様の成膜条件を用いて、銅配線138が酸化されるのを防止するための酸化防止膜140を堆積する。   Next, an antioxidant film 140 for preventing the copper wiring 138 from being oxidized is deposited on the interlayer insulating film 132 provided with the copper wiring 138 using the same film formation conditions as the antioxidant film 130. To do.

次いで、層間絶縁膜132の堆積工程から酸化防止膜140の堆積工程までと同様の工程を、必要となる銅配線の配線層数に応じて繰り返し行う。ここでは、3層の銅配線を形成する場合を想定し、層間絶縁膜132の上に、銅配線144が配された層間絶縁膜142と、酸化防止膜146とを形成するものとする(図6(b))。   Next, the same processes from the deposition process of the interlayer insulating film 132 to the deposition process of the antioxidant film 140 are repeated according to the required number of wiring layers of copper wiring. Here, assuming a case where a three-layer copper wiring is formed, an interlayer insulating film 142 provided with a copper wiring 144 and an antioxidant film 146 are formed on the interlayer insulating film 132 (see FIG. 6 (b)).

次いで、酸化防止膜146の上に、例えばCVD法により酸化シリコン膜を堆積し、酸化シリコン膜よりなる層間絶縁膜148を堆積する。   Next, a silicon oxide film is deposited on the antioxidant film 146 by, for example, a CVD method, and an interlayer insulating film 148 made of a silicon oxide film is deposited.

次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングを用いて、層間絶縁膜148及び酸化防止膜146に、銅配線144に達するビアホール150を形成する。   Next, a via hole 150 reaching the copper wiring 144 is formed in the interlayer insulating film 148 and the antioxidant film 146 using photolithography and dry etching.

次いで、全面に、例えばスパッタ法によりTiN等のバリアメタルを、例えばCVD法によりタングステンを、順次堆積後、CMP法により層間絶縁膜148の上のタングステン及びバリアメタルを除去する。これにより、ビアホール150に埋め込まれたビアプラグ152を形成する。   Next, a barrier metal such as TiN is sequentially deposited on the entire surface by, for example, sputtering, for example, tungsten by, for example, CVD, and then tungsten and barrier metal on the interlayer insulating film 148 are removed by CMP. Thereby, the via plug 152 embedded in the via hole 150 is formed.

次いで、ビアプラグ152が配された層間絶縁膜148の上に、アルミニウムを主体とする導電膜を堆積後、この導電膜をパターニングし、アルミニウム配線154及びパッド電極156を形成する。   Next, after depositing a conductive film mainly composed of aluminum on the interlayer insulating film 148 provided with the via plug 152, the conductive film is patterned to form an aluminum wiring 154 and a pad electrode 156.

次いで、例えばプラズマCVD法により、例えば窒化シリコン膜を堆積し、窒化シリコン膜よりなるパッシベーション膜158を堆積する。   Next, for example, a silicon nitride film is deposited by plasma CVD, for example, and a passivation film 158 made of a silicon nitride film is deposited.

次いで、フォトリソグラフィ及びドライエッチングを用いて、パッシベーション膜158に、パッド電極156を露出するパッド開口部160を形成する(図6(c))。   Next, a pad opening 160 exposing the pad electrode 156 is formed in the passivation film 158 by using photolithography and dry etching (FIG. 6C).

その後、必要に応じて、パッシベーション膜158の上にカラーフィルタやマイクロレンズを形成し、本実施形態による固体撮像装置を完成する。   Thereafter, as necessary, color filters and microlenses are formed on the passivation film 158 to complete the solid-state imaging device according to the present embodiment.

このように、本実施形態によれば、銅を主体とする導電材料からなる配線を備えた固体撮像装置において、製造工程を複雑にすることなく光干渉の影響を抑制することができる。これにより、入射光の利用効率を高め、固体撮像装置の感度を向上することができる。   As described above, according to the present embodiment, the influence of optical interference can be suppressed without complicating the manufacturing process in the solid-state imaging device including the wiring made of a conductive material mainly composed of copper. Thereby, the utilization efficiency of incident light can be improved and the sensitivity of a solid-state imaging device can be improved.

[第2実施形態]
本発明の第2実施形態による撮像システムについて、図9を用いて説明する。第1実施形態による固体撮像装置と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡潔にする。図9は、本実施形態による撮像システムの概略構成を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
An imaging system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the solid-state imaging device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified. FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the imaging system according to the present embodiment.

上記第1実施形態で述べた固体撮像装置は、種々の撮像システムに適用可能である。適用可能な撮像システムの例としては、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、監視カメラ、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星などが挙げられる。また、レンズなどの光学系と撮像装置とを備えるカメラモジュールも、撮像システムに含まれる。図9には、これらのうちの一例として、デジタルスチルカメラのブロック図を例示している。   The solid-state imaging device described in the first embodiment can be applied to various imaging systems. Examples of applicable imaging systems include digital still cameras, digital camcorders, surveillance cameras, copiers, fax machines, mobile phones, in-vehicle cameras, observation satellites, and the like. A camera module including an optical system such as a lens and an imaging device is also included in the imaging system. FIG. 9 illustrates a block diagram of a digital still camera as an example of these.

図9に例示した撮像システム300は、撮像装置301、被写体の光学像を撮像装置301に結像させるレンズ302、レンズ302を通過する光量を可変にするための絞り304、レンズ302の保護のためのバリア306を有する。レンズ302及び絞り304は、撮像装置301に光を集光する光学系である。撮像装置301は、第1実施形態で説明した固体撮像装置であって、レンズ302により結像された光学像を画像データに変換する。   The imaging system 300 illustrated in FIG. 9 includes an imaging device 301, a lens 302 that forms an optical image of a subject on the imaging device 301, a diaphragm 304 for changing the amount of light passing through the lens 302, and protection of the lens 302. The barrier 306 is provided. The lens 302 and the diaphragm 304 are an optical system that focuses light on the imaging device 301. The imaging device 301 is the solid-state imaging device described in the first embodiment, and converts an optical image formed by the lens 302 into image data.

撮像システム300は、また、撮像装置301より出力される出力信号の処理を行う信号処理部308を有する。信号処理部308は、撮像装置301が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換を行う。また、信号処理部308はその他、必要に応じて各種の補正、圧縮を行って画像データを出力する動作を行う。信号処理部308の一部であるAD変換部は、撮像装置301が設けられた半導体基板に形成されていてもよいし、撮像装置301とは別の半導体基板に形成されていてもよい。また、撮像装置301と信号処理部308とが同一の半導体基板に形成されていてもよい。   The imaging system 300 also includes a signal processing unit 308 that processes an output signal output from the imaging device 301. The signal processing unit 308 performs AD conversion that converts an analog signal output from the imaging device 301 into a digital signal. In addition, the signal processing unit 308 performs an operation of outputting image data after performing various corrections and compressions as necessary. The AD conversion unit which is a part of the signal processing unit 308 may be formed on a semiconductor substrate provided with the imaging device 301 or may be formed on a semiconductor substrate different from the imaging device 301. Further, the imaging device 301 and the signal processing unit 308 may be formed on the same semiconductor substrate.

撮像システム300は、さらに、画像データを一時的に記憶するためのメモリ部310、外部コンピュータ等と通信するための外部インターフェース部(外部I/F部)312を有する。さらに撮像システム300は、撮像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリ等の記録媒体314、記録媒体314に記録又は読み出しを行うための記録媒体制御インターフェース部(記録媒体制御I/F部)316を有する。なお、記録媒体314は、撮像システム300に内蔵されていてもよく、着脱可能であってもよい。   The imaging system 300 further includes a memory unit 310 for temporarily storing image data and an external interface unit (external I / F unit) 312 for communicating with an external computer or the like. Further, the imaging system 300 includes a recording medium 314 such as a semiconductor memory for recording or reading imaging data, and a recording medium control interface unit (recording medium control I / F unit) 316 for recording or reading to the recording medium 314. Have Note that the recording medium 314 may be built in the imaging system 300 or detachable.

さらに撮像システム300は、各種演算とデジタルスチルカメラ全体を制御する全体制御・演算部318、撮像装置301と信号処理部308に各種タイミング信号を出力するタイミング発生部320を有する。ここで、タイミング信号などは外部から入力されてもよく、撮像システム300は少なくとも撮像装置301と、撮像装置301から出力された出力信号を処理する信号処理部308とを有すればよい。   The imaging system 300 further includes an overall control / arithmetic unit 318 that controls various arithmetic operations and the entire digital still camera, and a timing generation unit 320 that outputs various timing signals to the imaging device 301 and the signal processing unit 308. Here, the timing signal or the like may be input from the outside, and the imaging system 300 may include at least the imaging device 301 and the signal processing unit 308 that processes the output signal output from the imaging device 301.

撮像装置301は、撮像信号を信号処理部308に出力する。信号処理部308は、撮像装置301から出力される撮像信号に対して所定の信号処理を実施し、画像データを出力する。信号処理部308は、撮像信号を用いて、画像を生成する。   The imaging device 301 outputs an imaging signal to the signal processing unit 308. The signal processing unit 308 performs predetermined signal processing on the imaging signal output from the imaging device 301 and outputs image data. The signal processing unit 308 generates an image using the imaging signal.

第1実施形態による固体撮像装置を適用することにより、入射光の利用効率を向上することができ、高感度の撮像システムを実現することができる。   By applying the solid-state imaging device according to the first embodiment, the utilization efficiency of incident light can be improved, and a highly sensitive imaging system can be realized.

[第3実施形態]
本発明の第3実施形態による撮像システム及び移動体について、図10を用いて説明する。図10は、本実施形態による撮像システム及び移動体の構成を示す図である。
[Third Embodiment]
An imaging system and a moving body according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of the imaging system and the moving body according to the present embodiment.

図10(a)は、車戴カメラに関する撮像システムの一例を示したものである。撮像システム400は、撮像装置410を有する。撮像装置410は、上記第1実施形態に記載の固体撮像装置である。撮像システム400は、撮像装置410により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部412と、撮像システム400により取得された複数の画像データから視差(視差画像の位相差)の算出を行う視差算出部414を有する。また、撮像システム400は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離計測部416と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部418と、を有する。ここで、視差算出部414や距離計測部416は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部418はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。また、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated circuit)等によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。   FIG. 10A shows an example of an imaging system related to a vehicle camera. The imaging system 400 includes an imaging device 410. The imaging device 410 is the solid-state imaging device described in the first embodiment. The imaging system 400 includes an image processing unit 412 that performs image processing on a plurality of image data acquired by the imaging device 410, and parallax (phase difference of parallax images) from the plurality of image data acquired by the imaging system 400. A parallax calculation unit 414 that performs calculation is included. The imaging system 400 also calculates a distance measurement unit 416 that calculates the distance to the object based on the calculated parallax, and a collision determination unit 418 that determines whether there is a collision possibility based on the calculated distance. And having. Here, the parallax calculation unit 414 and the distance measurement unit 416 are an example of a distance information acquisition unit that acquires distance information to the object. That is, the distance information is information related to the parallax, the defocus amount, the distance to the object, and the like. The collision determination unit 418 may determine the possibility of collision using any of these distance information. The distance information acquisition unit may be realized by hardware designed exclusively, or may be realized by a software module. Further, it may be realized by a field programmable gate array (FPGA), an application specific integrated circuit (ASIC), or a combination thereof.

撮像システム400は車両情報取得装置420と接続されており、車速、ヨーレート、舵角などの車両情報を取得することができる。また、撮像システム400は、衝突判定部418での判定結果に基づいて、車両に対して制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置である制御ECU430が接続されている。また、撮像システム400は、衝突判定部418での判定結果に基づいて、ドライバーへ警報を発する警報装置440とも接続されている。例えば、衝突判定部418の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ECU430はブレーキをかける、アクセルを戻す、エンジン出力を抑制するなどして衝突を回避、被害を軽減する車両制御を行う。警報装置440は音等の警報を鳴らす、カーナビゲーションシステムなどの画面に警報情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどしてユーザーに警告を行う。   The imaging system 400 is connected to a vehicle information acquisition device 420, and can acquire vehicle information such as a vehicle speed, a yaw rate, and a steering angle. In addition, the imaging system 400 is connected to a control ECU 430 that is a control device that outputs a control signal for generating a braking force for the vehicle based on a determination result in the collision determination unit 418. The imaging system 400 is also connected to an alarm device 440 that issues an alarm to the driver based on the determination result in the collision determination unit 418. For example, when the possibility of a collision is high as a determination result of the collision determination unit 418, the control ECU 430 performs vehicle control for avoiding a collision and reducing damage by applying a brake, returning an accelerator, and suppressing an engine output. The alarm device 440 warns the user by sounding an alarm such as a sound, displaying alarm information on a screen of a car navigation system, or applying vibration to the seat belt or the steering.

本実施形態では、車両の周囲、例えば前方又は後方を撮像システム400で撮像する。図10(b)に、車両前方(撮像範囲450)を撮像する場合の撮像システムを示した。車両情報取得装置420が、撮像システム400ないしは撮像装置410に指示を送る。このような構成により、測距の精度をより向上させることができる。   In this embodiment, the imaging system 400 images the periphery of the vehicle, for example, the front or rear. FIG. 10B shows an imaging system when imaging the front of the vehicle (imaging range 450). The vehicle information acquisition device 420 sends an instruction to the imaging system 400 or the imaging device 410. With such a configuration, the accuracy of distance measurement can be further improved.

上記では、他の車両と衝突しないように制御する例を説明したが、他の車両に追従して自動運転する制御や、車線からはみ出さないように自動運転する制御などにも適用可能である。さらに、撮像システムは、自車両等の車両に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体(移動装置)に適用することができる。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム(ITS)等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。   In the above, an example of controlling so as not to collide with another vehicle has been described, but it can also be applied to control for automatically driving following other vehicles, control for automatically driving so as not to protrude from the lane, and the like. . Furthermore, the imaging system is not limited to a vehicle such as the own vehicle, but can be applied to a moving body (moving device) such as a ship, an aircraft, or an industrial robot. In addition, the present invention can be applied not only to mobile objects but also to devices that widely use object recognition, such as intelligent road traffic systems (ITS).

[変形実施形態]
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
[Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.

例えば、上記実施形態では、3層の銅配線を備えた固体撮像装置を例示したが、銅配線の総数は特に限定されるものではない。本発明は、少なくとも1層の銅配線を備えた固体撮像装置に適用可能である。   For example, in the above embodiment, the solid-state imaging device including three layers of copper wiring is illustrated, but the total number of copper wiring is not particularly limited. The present invention is applicable to a solid-state imaging device provided with at least one layer of copper wiring.

また、図1に示す固体撮像装置の概略構成や画素構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。   In addition, the schematic configuration and the pixel configuration of the solid-state imaging device illustrated in FIG. 1 are not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed.

また、第2実施形態に示した撮像システムは、本発明の撮像装置を適用しうる撮像システム例を示したものであり、本発明の撮像装置を適用可能な撮像システムは図9に示した構成に限定されるものではない。   The imaging system shown in the second embodiment is an example of an imaging system to which the imaging apparatus of the present invention can be applied. The imaging system to which the imaging apparatus of the present invention can be applied has the configuration shown in FIG. It is not limited to.

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

PD…光電変換部(フォトダイオード)
M1,M2…読み出し回路部のトランジスタ
12…画素
100…シリコン基板
116…反射防止膜
124,132,142…層間絶縁膜
128,138,144…銅配線
130,140,146…酸化防止膜
PD ... Photoelectric converter (photodiode)
M1, M2 ... Transistor 12 in readout circuit unit ... Pixel 100 ... Silicon substrate 116 ... Antireflection film 124, 132, 142 ... Interlayer insulating film 128, 138, 144 ... Copper wiring 130, 140, 146 ... Antioxidation film

Claims (14)

光電変換部と、前記光電変換部で生成された電荷に基づく信号を読み出す読み出し回路部と、を含む複数の画素が設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の上に設けられた第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁膜の中に配され、銅を主体とする導電材料からなる配線と、
前記第1の絶縁膜及び前記配線の上に設けられ、前記配線が酸化されるのを防止する第2の絶縁膜と、
前記第2の絶縁膜の上に設けられ、炭素と窒素の結合を含む第3の絶縁膜と
を有することを特徴とする固体撮像装置。
A semiconductor substrate provided with a plurality of pixels including a photoelectric conversion unit, and a readout circuit unit that reads a signal based on the charge generated by the photoelectric conversion unit;
A first insulating film provided on the semiconductor substrate;
A wiring made of a conductive material mainly composed of copper, disposed in the first insulating film;
A second insulating film which is provided on the first insulating film and the wiring and prevents the wiring from being oxidized;
A solid-state imaging device comprising: a third insulating film provided on the second insulating film and including a bond of carbon and nitrogen.
前記第2の絶縁膜の膜厚は、10nm以下である
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the thickness of the second insulating film is 10 nm or less.
前記半導体基板と前記第1の絶縁膜との間に設けられ、銅が前記半導体基板に拡散するのを防止する第4の絶縁膜を更に有する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の固体撮像装置。
The solid according to claim 1, further comprising a fourth insulating film provided between the semiconductor substrate and the first insulating film and preventing copper from diffusing into the semiconductor substrate. Imaging device.
前記第4の絶縁膜は、前記半導体基板と前記第1の絶縁膜との間の界面における反射を防止する反射防止膜としての機能を備える
ことを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 3, wherein the fourth insulating film has a function as an antireflection film for preventing reflection at an interface between the semiconductor substrate and the first insulating film.
前記第1の絶縁膜は、アルコキシシラン化合物及びアルコキシシロキサン化合物のうちの少なくとも一方と、O、NO、NO、CO、CO及びHOを含む群から選択される少なくとも1つの酸素含有ガスとを含む成膜ガスをプラズマ化し、反応させることにより形成された酸化シリコンである
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
The first insulating film is at least one selected from the group comprising at least one of an alkoxysilane compound and an alkoxysiloxane compound, and O 2 , N 2 O, NO 2 , CO, CO 2, and H 2 O. 5. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is a silicon oxide formed by converting a film-forming gas containing an oxygen-containing gas into plasma and reacting it.
前記第3の絶縁膜は、アルコキシシラン化合物及びアルコキシシロキサン化合物のうちの少なくとも一方と、O、NO、NO、CO、CO及びHOを含む群から選択される少なくとも1つの酸素含有ガスとを含む成膜ガスをプラズマ化し、反応させることにより形成された酸化シリコンである
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
The third insulating film is at least one selected from the group including at least one of an alkoxysilane compound and an alkoxysiloxane compound, and O 2 , N 2 O, NO 2 , CO, CO 2, and H 2 O. 6. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is a silicon oxide formed by converting a film-forming gas containing an oxygen-containing gas into plasma and reacting it.
前記第1の絶縁膜、前記第2の絶縁膜及び前記第3の絶縁膜は、前記光電変換部の上に延在している
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
The said 1st insulating film, the said 2nd insulating film, and the said 3rd insulating film are extended on the said photoelectric conversion part. Any one of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. The solid-state imaging device described.
前記第2の絶縁膜は、SiN膜、SiC膜又はSiCN膜である
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 7, wherein the second insulating film is a SiN film, a SiC film, or a SiCN film.
前記第3の絶縁膜の中に配され、銅を主体とする導電材料からなる第2の配線を更に有する
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising: a second wiring made of a conductive material mainly composed of copper, which is disposed in the third insulating film.
半導体基板の上に、第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜の中に、銅を主体とする導電材料からなる配線を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜及び前記配線の上に、前記配線が酸化されるのを防止する第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第2の絶縁膜の上に、炭素と窒素の結合を含む第3の絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
Forming a first insulating film on the semiconductor substrate;
Forming a wiring made of a conductive material mainly composed of copper in the first insulating film;
Forming a second insulating film on the first insulating film and the wiring to prevent the wiring from being oxidized;
Forming a third insulating film containing a bond of carbon and nitrogen on the second insulating film. A method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising:
前記第2の絶縁膜の膜厚は、10nm以下である
ことを特徴とする請求項10記載の固体撮像装置の製造方法。
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 10, wherein the film thickness of the second insulating film is 10 nm or less.
前記第3の絶縁膜を形成する工程では、アルコキシシラン化合物及びアルコキシシロキサンのうちの少なくとも一方と、O、NO、NO、CO、CO及びHOを含む群から選択される少なくとも1つの酸素含有ガスと、を含む成膜ガスをプラズマ化し、反応させることにより、前記第3の絶縁膜を形成する
ことを特徴とする請求項10又は11記載の固体撮像装置の製造方法。
The step of forming the third insulating film is selected from the group comprising at least one of an alkoxysilane compound and an alkoxysiloxane, and O 2 , N 2 O, NO 2 , CO, CO 2 and H 2 O. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 10 or 11, wherein the third insulating film is formed by converting a film-forming gas containing at least one oxygen-containing gas into plasma and reacting it.
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の前記画素から出力される信号を処理する信号処理部と
を有することを特徴とする撮像システム。
A solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 9,
A signal processing unit that processes a signal output from the pixel of the solid-state imaging device.
移動体であって、
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置からの信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段と、
前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段と
を有することを特徴とする移動体。
A moving object,
A solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 9,
Distance information acquisition means for acquiring distance information to an object from a parallax image based on a signal from the solid-state imaging device;
And a control means for controlling the mobile body based on the distance information.
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