JP2021022635A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1実施形態による半導体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。
以上により、光電変換素子を含む接合前の第1部品100が完成する。
本発明の第2実施形態による半導体装置の製造方法について、図9を用いて説明する。第1実施形態による半導体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、本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
本発明の第3実施形態による半導体装置及びその製造方法について、図10を用いて説明する。第1及び第2実施形態による半導体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10は、本実施形態による半導体装置の構成例を示す概略断面図である。
本発明の第4実施形態による半導体装置及びその製造方法について、図11を用いて説明する。第1乃至第3実施形態による半導体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11は、本実施形態による半導体装置の構成例を示す概略断面図である。
本発明の第5実施形態による半導体装置について、図12を用いて説明する。第1乃至第4実施形態による半導体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12は、本実施形態による半導体装置の構成例を示す概略断面図である。
本発明の第6実施形態による撮像システムについて、図13を用いて説明する。図13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。
本発明の第7実施形態による撮像システム及び移動体について、図14を用いて説明する。図14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。
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。
例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を他の実施形態に追加した例や、他の実施形態の一部の構成と置換した例も、本発明の実施形態である。
10B…遮光画素領域
20…周辺回路領域
110,210…半導体基板
120…半導体層
124…光電変換部
128,130,136,140,144,148,152,160,162…絶縁膜
138,146,158…配線
154…開口部
180…配線構造体
Claims (20)
- 各々が光電変換部を含む複数の画素が設けられた半導体層と、
前記半導体層の上に配された配線構造体と、
を有する半導体装置であって、
前記複数の画素は、第1の受光画素及び第2の受光画素を含み、
前記配線構造体は、
第1の絶縁材料よりなる第1の絶縁膜と、
前記第1の受光画素に対応して配され、前記第1の絶縁材料よりも水素含有量の多い第2の絶縁材料よりなる第1の絶縁部材と、
前記第2の受光画素に対応して配され、前記第2の絶縁材料よりなる第2の絶縁部材と、を有し、
前記第1の絶縁部材の体積は、前記第2の絶縁部材の体積よりも大きい
ことを特徴とする半導体装置。 - 各々が光電変換部を含む複数の画素が設けられた半導体層と、
前記半導体層に重なるように配された基板と、
前記半導体層と前記基板との間に配された配線構造体と、
を有する半導体装置であって、
前記複数の画素は、第1の受光画素及び第2の受光画素を含み、
前記配線構造体は、
第1の絶縁材料よりなる第1の絶縁膜と、
前記第1の絶縁材料よりも水素含有量の多い第2の絶縁材料よりなる絶縁部材と、を有し、
前記第1の受光画素に対応する部分における水素含有量が、前記第2の受光画素に対応する部分における水素含有量よりも多い
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記絶縁部材は、
前記第1の受光画素に対応して配され、前記第2の絶縁材料よりなる第1の絶縁部材と、
前記第2の受光画素に対応して配され、前記第2の絶縁材料よりなる第2の絶縁部材と、を有し、
前記第1の絶縁部材の体積は、前記第2の絶縁部材の体積よりも大きい
ことを特徴とする請求項2記載の半導体装置。 - 前記半導体層の主面に平行な投影面に垂直投影した場合に、前記投影面における前記第1の絶縁部材の面積は、前記投影面における前記第2の絶縁部材の面積よりも大きい
ことを特徴とする請求項1又は3記載の光電変換。 - 前記半導体層の主面に平行な投影面に垂直投影した場合に、前記投影面において、前記第1の受光画素の前記光電変換部と前記第1の絶縁部材の少なくとも一部が重なり、前記第2の受光画素の前記光電変換部と前記第2の絶縁部材の少なくとも一部が重なっている
ことを特徴とする請求項1、3及び4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記第1の絶縁部材及び前記第2の絶縁部材は、前記半導体層から10nm以上、離間して設けられている
ことを特徴とする請求項1、3、4及び5のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記複数の画素は、遮光画素を含み、
前記配線構造体は、前記遮光画素が配された遮光画素領域に対応する部分の前記第1の絶縁膜の中に、前記第2の絶縁材料よりなる絶縁部材を含まない
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記半導体層は、前記複数の画素を駆動する回路が配された周辺回路領域を更に有し、
前記配線構造体は、前記周辺回路領域に対応する部分の前記第1の絶縁膜の中に、前記第2の絶縁材料よりなる絶縁部材を含まない
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記第2の絶縁材料は、窒化シリコンである
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 各々が光電変換部を含む複数の画素が設けられた半導体層と、
前記半導体層の上に配された配線構造体と、
を有する半導体装置であって、
前記複数の画素は、第1の受光画素及び第2の受光画素を含み、
前記配線構造体は、第1の絶縁材料よりなる第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜よりも前記半導体層の側に設けられ、前記第1の絶縁材料よりも水素を透過しにくい第3の絶縁材料よりなる第2の絶縁膜と、を有し、
前記第1の絶縁膜と前記半導体層との間に、前記第1の絶縁材料よりなる絶縁部材が位置し、
前記第1の受光画素に対応する部分において、前記第1の絶縁膜と前記絶縁部材とが、前記第2の絶縁膜に設けられた第1の開口部を介して接続されており、
前記第2の受光画素に対応する部分において、前記第1の絶縁膜と前記絶縁部材とが、前記第2の絶縁膜に設けられた第2の開口部を介して接続されており、
前記第1の開口部は、前記第2の開口部よりも大きい
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体層の主面に平行な投影面に垂直投影した場合に、前記投影面において、前記第1の受光画素の前記光電変換部と前記第1の開口部の少なくとも一部が重なり、前記第2の受光画素の前記光電変換部と前記第2の開口部の少なくとも一部が重なっている
ことを特徴とする請求項10記載の半導体装置。 - 前記第3の絶縁材料は、炭化シリコン、窒化シリコン又は炭窒化シリコンである
ことを特徴とする請求項10又は11記載の半導体装置。 - 前記第1の受光画素及び前記第2の受光画素は、前記複数の画素が配列されてなる受光画素領域の外縁部に配されており、
前記第1の受光画素は、前記第2の受光画素よりも前記受光画素領域の外側に位置している
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記外縁部は、前記受光画素領域の外周から幅300μm以下の領域である
ことを特徴とする請求項13記載の半導体装置。 - 前記第1の絶縁材料は、水素を含有する
ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記第1の絶縁材料は、酸化シリコン又は酸炭化シリコンである
ことを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記半導体層に対して前記配線構造体とは反対側に配された光学構造体を更に有する
ことを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記配線構造体に対して前記半導体層とは反対側に配された光学構造体を更に有する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 前記基板は信号処理回路を有する
ことを特徴とする請求項2記載の半導体装置。 - 請求項1乃至19のいずれか1項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置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機器。
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