JP2023133136A - Photoelectric conversion device, apparatus and substrate - Google Patents

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Ryo Yoshida
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Abstract

To improve the optical characteristics of a photoelectric conversion device.SOLUTION: A photoelectric conversion device comprises: a semiconductor layer that has a front face and a rear face, and is provided with a plurality of photoelectric conversion parts between the front face and the rear face; a wiring structure that is arranged on the side of the front face of the semiconductor layer; a first insulating film that is arranged on the side of the rear face of the semiconductor layer; a light shielding film that is arranged between the first insulating film and the rear face; a first separation part that is arranged between two photoelectric conversion parts of the plurality of photoelectric conversion parts; a second separation part that is arranged between another two photoelectric conversion parts of the plurality of photoelectric conversion parts, and has a smaller width than the first separation part; a first gap that is arranged inside the first separation part; a first light shielding wall that is arranged inside the first insulating film to overlap the first separation part; and a second light shielding wall that is arranged inside the first insulating film to overlap the second separation part. An end on the side of the rear face of the first light shielding wall is in contact with the light shielding film. The distance between an end on the side of the rear face of the light shielding film and the rear face is larger than the distance between an end on the side of the rear face of the second light shielding wall and the rear face.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本技術は、光電変換装置および機器および基板に関する。 The present technology relates to a photoelectric conversion device, equipment, and substrate.

裏面照射型の光電変換装置では、半導体層の裏面側に溝型の分離部を形成したり、半導体層の裏面上に遮光部材を配置したりすることにより、画素間のクロストークを抑制することができる。特許文献1には、裏面照射型の光電変換装置において、半導体層の裏面側に形成される溝型の分離部、半導体層の裏面上の遮光壁および遮光膜を具備し、遮光壁の下端と分離部との距離が遮光膜の下端と分離部との距離よりも小さい構造が開示されている。 In a back-illuminated photoelectric conversion device, crosstalk between pixels can be suppressed by forming a groove-shaped separation part on the back side of the semiconductor layer or placing a light shielding member on the back side of the semiconductor layer. I can do it. Patent Document 1 discloses a back-illuminated photoelectric conversion device including a groove-shaped separation portion formed on the back side of a semiconductor layer, a light-shielding wall and a light-shielding film on the backside of the semiconductor layer, and a lower end of the light-shielding wall and a light-shielding film. A structure is disclosed in which the distance to the separation part is smaller than the distance between the lower end of the light shielding film and the separation part.

特開2021-170585号公報JP 2021-170585 Publication

裏面照射型の光電変換装置において、隣接画素間のクロストークを抑制するためには、半導体層の裏面側に配される溝型の分離部と、半導体層の裏面上に設けられる遮光壁との距離を小さくする必要がある。しかし、分離部には溝を絶縁膜にて埋め込む際に生じる空隙が存在し得るため、遮光壁の下端が分離部に近づきすぎると、光電変換装置を製造する際に、分離部内の空隙が露出し得る。これは、光電変換装置を製造する際に、製造装置の汚染等に影響し得るため好ましくない。特許文献1では、分離部の上に配された遮光壁の下端が分離部と接近している構造が開示されている。この構造では、分離部と遮光壁との距離が小さいことにより、効果的にクロストークが抑制される。しかし、遮光壁の下端と分離部内の空隙が接触し得る。そこで本発明は、クロストークおよび製造プロセス中の汚染を抑制した光電変換装置を提供することを目的とする。 In a back-illuminated photoelectric conversion device, in order to suppress crosstalk between adjacent pixels, a groove-shaped separation section placed on the back side of the semiconductor layer and a light shielding wall provided on the back side of the semiconductor layer are combined. It is necessary to reduce the distance. However, since there may be gaps in the isolation part that occur when filling the trench with an insulating film, if the lower end of the light-shielding wall is too close to the isolation part, the gaps in the isolation part will be exposed when manufacturing the photoelectric conversion device. It is possible. This is not preferable because it may affect the contamination of the manufacturing equipment when manufacturing the photoelectric conversion device. Patent Document 1 discloses a structure in which a lower end of a light shielding wall disposed above the separation section is close to the separation section. In this structure, crosstalk is effectively suppressed because the distance between the separation part and the light shielding wall is small. However, the lower end of the light shielding wall and the gap within the separation section may come into contact with each other. Therefore, an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device in which crosstalk and contamination during the manufacturing process are suppressed.

本発明の1つの側面は、表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、前記第1分離部の内部に配された第1空隙と前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1遮光壁と、前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2遮光壁と、を備える光電変換装置であって、前記第1遮光壁の前記裏面側の端部は、前記遮光膜と接しており、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離は、前記第2遮光壁の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きい。 One aspect of the present invention provides a semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion units provided between the front surface and the back surface, and wiring arranged on the front surface side of the semiconductor layer. a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer; a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface; and two of the plurality of photoelectric conversion units. a first separation section disposed between two photoelectric conversion sections and another two of the plurality of photoelectric conversion sections, and a width in a first direction parallel to the back surface; is smaller than the first separating part, a first gap arranged inside the first separating part, and the first separating part so as to overlap with the first separating part in a plan view of the back surface side. a first light-shielding wall disposed inside one insulating film, and a second light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap with the second separation part in a plan view of the back surface side; A photoelectric conversion device comprising: an end on the back side of the first light shielding wall is in contact with the light shielding film, and a distance between the end on the back side of the light shielding film and the back surface is , is larger than the distance between the back surface side end of the second light shielding wall and the back surface.

本発明によれば、クロストークおよび製造プロセス中の汚染を抑制した光電変換装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a photoelectric conversion device in which crosstalk and contamination during the manufacturing process are suppressed.

光電変換装置の構成を説明する模式図Schematic diagram explaining the configuration of a photoelectric conversion device 光電変換装置の構成を説明する模式図Schematic diagram explaining the configuration of a photoelectric conversion device 第1実施形態の光電変換装置の構成を説明する模式図Schematic diagram explaining the configuration of the photoelectric conversion device of the first embodiment 図3の光電変換装置の製造方法を説明する模式図Schematic diagram illustrating the manufacturing method of the photoelectric conversion device shown in FIG. 3 図3の光電変換装置の製造方法を説明する模式図Schematic diagram illustrating the manufacturing method of the photoelectric conversion device shown in FIG. 3 図3の光電変換装置の製造方法を説明する模式図Schematic diagram illustrating the manufacturing method of the photoelectric conversion device shown in FIG. 3 第2実施形態の光電変換装置の構成を説明する模式図Schematic diagram illustrating the configuration of a photoelectric conversion device according to the second embodiment 第3実施形態の機器の構成を説明する模式図Schematic diagram illustrating the configuration of the device of the third embodiment

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。また、以下に述べる各実施形態では、光電変換装置の一例として、CMOSセンサを中心に説明する。ただし、各実施形態は、CMOSセンサに限られるものではなく、光電変換装置の他の例にも適用可能である。例えば、CCD、撮像装置、測距装置(焦点検出やTOF(Time Of Flight)を用いた距離測定等の装置)、測光装置(入射光量の測定等の装置)などがある。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the following embodiments do not limit the claimed invention. Although a plurality of features are described in the embodiments, not all of these features are essential to the invention, and the plurality of features may be arbitrarily combined. Furthermore, in the accompanying drawings, the same or similar components are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Further, in each embodiment described below, a CMOS sensor will be mainly described as an example of a photoelectric conversion device. However, each embodiment is not limited to CMOS sensors, and can be applied to other examples of photoelectric conversion devices. For example, there are CCDs, imaging devices, distance measuring devices (devices such as focus detection and distance measurement using TOF (Time of Flight)), photometry devices (devices such as measuring the amount of incident light), and the like.

本明細書において、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」および、それらの用語を含む別の用語)を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した実施形態の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。 In this specification, terms indicating specific directions and positions (for example, "upper", "lower", "right", "left", and other terms including these terms) are used as necessary. These terms are used to facilitate understanding of the embodiments with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meanings of these terms.

本明細書において、「平面」とは、基板の主面と平行な方向における面をいう。基板の主面とは、光電変換素子を含む基板の光入射面や、複数のアナログデジタル変換回路(ADC)が繰り返し配された面や、積層型の光電変換装置における基板と基板との接合面であり得る。また、「平面視」とは、基板の主面に対して垂直な方向から視ることを指す。さらに、「断面」とは、基板の主面と垂直な方向における面をいう。また、「断面視」とは、基板の主面に対して平行な方向から視ることを指す。 In this specification, a "plane" refers to a plane in a direction parallel to the main surface of the substrate. The principal surface of a substrate refers to the light incident surface of the substrate containing a photoelectric conversion element, the surface on which multiple analog-to-digital conversion circuits (ADCs) are repeatedly arranged, or the bonding surface between substrates in a stacked photoelectric conversion device. It can be. Moreover, "planar view" refers to viewing from a direction perpendicular to the main surface of the substrate. Furthermore, "cross section" refers to a plane in a direction perpendicular to the main surface of the substrate. Moreover, "cross-sectional view" refers to viewing from a direction parallel to the main surface of the substrate.

図1(a)は、裏面照射型の光電変換装置10の模式図である。光電変換装置10は、受光画素領域11、遮光画素領域12、周辺領域13を含む。受光画素領域11、遮光画素領域12には、光電変換素子を含む単位画素がm行n列の2次元状に配列されている。周辺領域13には、必要に応じて回路素子や外部と接続するパッドあるいはパッドのための開口が設けられる。なお、図2に示すように、裏面照射型の光電変換装置10は、センサ基板21と回路基板31がそれぞれ接合面41を備え、互いの接合面によって貼り合わされた積層構造も取り得る。この積層構造においては、画素領域22がセンサ基板21に配され、画素領域22で検出された信号を処理する回路領域32が回路基板31に配される。 FIG. 1A is a schematic diagram of a back-illuminated photoelectric conversion device 10. The photoelectric conversion device 10 includes a light-receiving pixel region 11, a light-shielding pixel region 12, and a peripheral region 13. In the light-receiving pixel region 11 and the light-shielding pixel region 12, unit pixels including photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged in m rows and n columns. The peripheral region 13 is provided with pads or openings for pads to be connected to circuit elements or the outside, as necessary. Note that, as shown in FIG. 2, the back-illuminated photoelectric conversion device 10 may have a laminated structure in which the sensor substrate 21 and the circuit board 31 are each provided with a bonding surface 41 and are bonded to each other by their bonding surfaces. In this laminated structure, a pixel region 22 is arranged on the sensor substrate 21, and a circuit region 32 for processing a signal detected in the pixel region 22 is arranged on the circuit board 31.

図1(b)は、図1(a)のA-A’線における光電変換装置10の断面模式図である。光電変換装置10は、支持基板20、配線構造30、半導体層40、裏面構造体50を備える。半導体層40は、配線構造30側の表面401と入射光側の裏面402を有する。なお、1つの画素に1つの光電変換部が配される場合を図示しているが、1つの画素に複数の光電変換部を備えてもよい。 FIG. 1(b) is a schematic cross-sectional view of the photoelectric conversion device 10 taken along line A-A' in FIG. 1(a). The photoelectric conversion device 10 includes a support substrate 20, a wiring structure 30, a semiconductor layer 40, and a back surface structure 50. The semiconductor layer 40 has a front surface 401 on the wiring structure 30 side and a back surface 402 on the incident light side. Note that although one photoelectric conversion section is illustrated in the figure, one pixel may include a plurality of photoelectric conversion sections.

半導体層40の中には、表面401と裏面402の間に複数の光電変換部403が設けられている。半導体層の材料は、例えば単結晶シリコンや、化合物半導体であり得る。 In the semiconductor layer 40, a plurality of photoelectric conversion units 403 are provided between the front surface 401 and the back surface 402. The material of the semiconductor layer may be, for example, single crystal silicon or a compound semiconductor.

半導体層40の中には、裏面402から半導体層40の深さ方向に連続する溝によって形成される分離部404が配される。分離部404は、複数の光電変換部403の間に配され、隣接画素間のクロストークを低減する役割を有する。分離部404の材料は、典型的には窒化シリコンや、酸化シリコンなどの絶縁膜であるが、金属膜であってもよい。分離部404の中には、分離部404を埋め込む際に生じる空隙405が存在し得る。空隙405により、隣接画素への入射光が反射されるため、光学クロストークが抑制され得る。なお、空隙405が存在しない場合もあり得る。 In the semiconductor layer 40, a separation portion 404 formed by a groove continuous from the back surface 402 in the depth direction of the semiconductor layer 40 is arranged. The separation unit 404 is arranged between the plurality of photoelectric conversion units 403 and has the role of reducing crosstalk between adjacent pixels. The material of the isolation section 404 is typically an insulating film such as silicon nitride or silicon oxide, but may also be a metal film. There may be a void 405 in the separation part 404 that is created when the separation part 404 is embedded. Since the gap 405 reflects light incident on adjacent pixels, optical crosstalk can be suppressed. Note that there may be cases where the void 405 does not exist.

裏面構造体50を説明する。半導体層40の裏面402上には、第1絶縁膜506が配される。第1絶縁膜506は、例えば、酸窒化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンの3層構造や、酸化シリコンであり得る。 The back surface structure 50 will be explained. A first insulating film 506 is disposed on the back surface 402 of the semiconductor layer 40. The first insulating film 506 may have, for example, a three-layer structure of silicon oxynitride, silicon nitride, and silicon oxynitride, or silicon oxide.

第1絶縁膜506と裏面402との間には、遮光膜502、第2絶縁膜501が配される。また、第2絶縁膜501は、遮光膜502と裏面402との間に配される。遮光膜502は、遮光画素領域12上に配され、遮光画素領域12内の光電変換部403に光線が入射することを抑制する。遮光膜502は、タングステンやアルミニウムを含む金属膜であり得る。第2絶縁膜501は、例えば酸化シリコンであり得る。 A light shielding film 502 and a second insulating film 501 are arranged between the first insulating film 506 and the back surface 402. Further, the second insulating film 501 is disposed between the light shielding film 502 and the back surface 402. The light-shielding film 502 is disposed on the light-shielding pixel region 12 and suppresses light rays from entering the photoelectric conversion unit 403 within the light-shielding pixel region 12 . The light shielding film 502 may be a metal film containing tungsten or aluminum. The second insulating film 501 may be made of silicon oxide, for example.

第1絶縁膜506上には、第3絶縁膜507が配される。第3絶縁膜507は、酸化シリコンであり得る。また、第3絶縁膜507上には、カラーフィルタ504とマイクロレンズ505が設けられている。 A third insulating film 507 is arranged on the first insulating film 506. The third insulating film 507 may be silicon oxide. Furthermore, a color filter 504 and a microlens 505 are provided on the third insulating film 507.

第1絶縁膜506、第2絶縁膜501、第3絶縁膜507内には、遮光壁503が配される。遮光壁503は、裏面402側の平面視において、分離部404に重なるように配される。遮光壁503は、タングステンを含む金属膜であり得る。光電変換装置10に対して、光が入射した際、光が遮光壁503に反射されることで、隣接画素への光学クロストークを抑制することができる。しかしながら、入射角の大きい光線が入射した場合、遮光壁503の下端(裏面402側の端部)と分離部404の上端(裏面402側の端部)との隙間を通して、入射光が隣接画素に照射されることによる光学クロストークが発生し得る。 A light shielding wall 503 is disposed within the first insulating film 506, the second insulating film 501, and the third insulating film 507. The light shielding wall 503 is arranged so as to overlap the separation part 404 in a plan view on the back surface 402 side. The light shielding wall 503 may be a metal film containing tungsten. When light enters the photoelectric conversion device 10, the light is reflected by the light shielding wall 503, so that optical crosstalk to adjacent pixels can be suppressed. However, when a light beam with a large incident angle enters, the incident light passes through the gap between the lower end of the light shielding wall 503 (the end on the back surface 402 side) and the upper end of the separating section 404 (the end on the back surface 402 side), and the incident light reaches the adjacent pixel. Optical crosstalk due to irradiation may occur.

上記の問題を抑制するためには、遮光壁503の下端と分離部404の上端との距離Dを小さくすることが好ましい。しかし、分離部404の内部には空隙405が存在し得るため、距離Dが小さい場合、製造時のばらつきにより、遮光壁503の下端と空隙405の上端(裏面402側の端部)が接触する可能性が生じる。これは、製造装置の汚染等の問題を引き起こし得るため好ましくない。 In order to suppress the above problem, it is preferable to reduce the distance D between the lower end of the light shielding wall 503 and the upper end of the separating section 404. However, since a void 405 may exist inside the separating portion 404, if the distance D is small, the lower end of the light shielding wall 503 and the upper end of the void 405 (end on the back surface 402 side) may come into contact due to manufacturing variations. A possibility arises. This is undesirable because it may cause problems such as contamination of manufacturing equipment.

表面401側の構造を説明する。半導体層40の表面上には、トランジスタ(不図示)が設けられている。トランジスタの下部には、配線構造30が配されている。配線構造30は、複数の配線構造を含む多層配線構造を有する。配線構造30の下部には、支持基板20が設けられている。支持基板20は、配線構造30、半導体層40、裏面構造体50を機械的に支持している。 The structure on the surface 401 side will be explained. A transistor (not shown) is provided on the surface of the semiconductor layer 40. A wiring structure 30 is arranged below the transistor. The wiring structure 30 has a multilayer wiring structure including a plurality of wiring structures. A support substrate 20 is provided below the wiring structure 30. The support substrate 20 mechanically supports the wiring structure 30, the semiconductor layer 40, and the back surface structure 50.

〈第1実施形態〉
図3を用いて第1実施形態を説明する。図3(a)は、6画素分の光電変換部403を含む平面図である。図3(b)は、図3(a)のB-B’線における断面図である。なお、図3(a)のB-B’線が示す方向を第1実施形態における第1方向とする。第1方向は裏面402に対して平行である。また、第1方向において、第1遮光膜502aは第1絶縁膜506の間に配される。図3(a)から理解されるように、遮光壁503、分離部404は格子状になっており、遮光壁503、分離部404の開口部を通して入射する光線が光電変換部403に照射されることで、光電変換が生じる。また、遮光壁503は、裏面402側の平面視において分離部404と重なるように配置される。なお、分離部404の幅は、画素領域内で異なっていてもよく、分離部404の幅が大きいほど、空隙405の上端が上方へ延在し得る。
<First embodiment>
The first embodiment will be described using FIG. 3. FIG. 3A is a plan view including the photoelectric conversion unit 403 for six pixels. FIG. 3(b) is a cross-sectional view taken along line BB' in FIG. 3(a). Note that the direction indicated by line BB' in FIG. 3(a) is the first direction in the first embodiment. The first direction is parallel to the back surface 402. Further, in the first direction, the first light shielding film 502a is arranged between the first insulating films 506. As can be understood from FIG. 3(a), the light shielding wall 503 and the separation section 404 have a lattice shape, and the light rays that enter through the openings of the light shielding wall 503 and the separation section 404 are irradiated onto the photoelectric conversion section 403. This causes photoelectric conversion. Further, the light shielding wall 503 is arranged so as to overlap with the separation part 404 when viewed from above on the back surface 402 side. Note that the width of the separation part 404 may be different within the pixel region, and the larger the width of the separation part 404, the more the upper end of the gap 405 can extend upward.

図3(b)に示すように、本実施形態では、第1分離部404aの第1方向における幅が第2分離部404bの第1方向における幅よりも大きい。また、本実施形態に示す例は、第1分離部404aの内部には第1空隙405aが、第2分離部404bの内部には第1空隙よりも小さい第2空隙405bがそれぞれ配される。また、第1空隙405aの上端が裏面402よりも第1絶縁膜506側に位置し、第2空隙405bの上端が裏面402よりも配線構造30側に位置している。また、第1遮光壁503aは裏面402側の平面視において、第1分離部404aに重なるように、第1絶縁膜506の内部に配される。また、第2遮光壁503bは裏面402側の平面視において、第2分離部404bに重なるように、第1絶縁膜506の内部に配される。さらに、第1分離部404a上に位置する第1遮光壁503aの下部には、第1遮光壁503aの下端と接するように第1遮光膜502aが設けられている。一方、第2分離部404bの上部に配される第2遮光壁503bは、下端が第1絶縁膜506を貫通して、第2絶縁膜501内部に延在している。つまり、第1遮光壁503aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離は、第1遮光膜502aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離よりも大きくなっている。さらに、第1遮光膜502aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離は、第2遮光壁503bの裏面402側の端部と裏面402との間の距離よりも大きくなっている。 As shown in FIG. 3B, in this embodiment, the width of the first separation section 404a in the first direction is larger than the width of the second separation section 404b in the first direction. Further, in the example shown in this embodiment, a first gap 405a is arranged inside the first separation part 404a, and a second gap 405b smaller than the first gap is arranged inside the second separation part 404b. Further, the upper end of the first gap 405a is located closer to the first insulating film 506 than the back surface 402, and the upper end of the second void 405b is located closer to the wiring structure 30 than the back surface 402. Further, the first light shielding wall 503a is arranged inside the first insulating film 506 so as to overlap the first separation part 404a in a plan view on the back surface 402 side. Further, the second light-shielding wall 503b is arranged inside the first insulating film 506 so as to overlap the second separating portion 404b when viewed in plan on the back surface 402 side. Furthermore, a first light-shielding film 502a is provided at the lower part of the first light-shielding wall 503a located on the first separation part 404a so as to be in contact with the lower end of the first light-shielding wall 503a. On the other hand, the second light-shielding wall 503b disposed above the second isolation part 404b has a lower end penetrating the first insulating film 506 and extending into the second insulating film 501. In other words, the distance between the end of the first light shielding wall 503a on the back surface 402 side and the back surface 402 is larger than the distance between the end of the first light shielding film 502a on the back surface 402 side and the back surface 402. . Furthermore, the distance between the end of the first light shielding film 502a on the back surface 402 side and the back surface 402 is larger than the distance between the end of the second light shielding wall 503b on the back surface 402 side and the back surface 402. .

第1遮光膜502aは、第1遮光壁503a形成時のエッチングストッパとして機能し、第1遮光壁503aの下端が第1分離部404a内部の第1空隙405aと接することを抑制している。これにより、第2遮光壁503bの下部を通した光学クロストークの低減および、第1遮光壁503aの下端と第1分離部404a内部の第1空隙405aとの接触の抑制を、同時に実現している。また、第1遮光膜502aが第1遮光壁503a形成時のエッチングストッパとして効果的に機能するためには、第1遮光膜502aの第1方向における幅が第1遮光壁503aの第1方向における幅よりも大きいことが好ましい。なお、図3(b)では、第1空隙405aの上端が裏面402よりも上にある例を示しているが、この例には限定されない。また、第2空隙405bが存在しない例もあり得る。 The first light shielding film 502a functions as an etching stopper when forming the first light shielding wall 503a, and prevents the lower end of the first light shielding wall 503a from coming into contact with the first gap 405a inside the first separation part 404a. This simultaneously reduces optical crosstalk through the lower part of the second light shielding wall 503b and suppresses contact between the lower end of the first light shielding wall 503a and the first gap 405a inside the first separation part 404a. There is. In addition, in order for the first light shielding film 502a to effectively function as an etching stopper when forming the first light shielding wall 503a, the width of the first light shielding film 502a in the first direction must be set such that the width of the first light shielding film 502a in the first direction is It is preferably larger than the width. Although FIG. 3B shows an example in which the upper end of the first gap 405a is above the back surface 402, the present invention is not limited to this example. Furthermore, there may be an example in which the second void 405b does not exist.

以下、図4~図6を用いて、本実施形態における光電変換装置10の製造方法の一例を説明する。 An example of a method for manufacturing the photoelectric conversion device 10 in this embodiment will be described below with reference to FIGS. 4 to 6.

図4(a)に示す工程Aでは、配線構造30と半導体層40を含む部材を支持基板20上に積層した状態である。半導体層40は、所望の厚さになるように加工されている。半導体層40の厚さは、典型的には1~5μm程度である。半導体層40は、配線構造30側の表面401と入射光側の裏面402を有しており、表面401と裏面402の間には、複数の光電変換部403が形成されている。 In step A shown in FIG. 4A, a member including the wiring structure 30 and the semiconductor layer 40 is laminated on the support substrate 20. The semiconductor layer 40 is processed to have a desired thickness. The thickness of the semiconductor layer 40 is typically about 1 to 5 μm. The semiconductor layer 40 has a front surface 401 on the wiring structure 30 side and a back surface 402 on the incident light side, and a plurality of photoelectric conversion parts 403 are formed between the front surface 401 and the back surface 402.

図4(b)に示す工程Bでは、半導体層40の内部に分離部404を形成している。分離部404の幅は、画素領域内で異なっていてもよい。本実施形態では、第2分離部404bの第1方向における幅は、第1分離部404aの第1方向における幅よりも小さい。また、図4(b)では、分離部404の下端(表面401側の端部)は表面401と裏面402の間にあるように図示しているが、半導体層40を貫通するように分離部404を形成してもよい。 In step B shown in FIG. 4B, a separation section 404 is formed inside the semiconductor layer 40. The width of the separation portion 404 may be different within the pixel region. In this embodiment, the width of the second separation section 404b in the first direction is smaller than the width of the first separation section 404a in the first direction. In addition, in FIG. 4B, the lower end (end on the front surface 401 side) of the separation part 404 is shown to be between the front surface 401 and the back surface 402, but the separation part 404 is arranged so as to penetrate through the semiconductor layer 40. 404 may be formed.

図4(c)に示す工程Cでは、裏面402および分離部404上に誘電体層(不図示)、反射防止膜(不図示)、第2絶縁膜501を形成している。誘電体層は例えば、酸化アルミニウムや酸化ハフニウムであり得る。反射防止膜層は、例えば酸化タンタルであり得る。第2絶縁膜501は、酸化シリコンや窒化シリコンであり得る。また、第1分離部404aと第2分離部404bの内部には、第2絶縁膜501を埋め込む際に生じる第1空隙405aと第2空隙405bがそれぞれ存在し得るが、第2空隙405bが存在しない例もあり得る。なお、本例においては、第1空隙405aの上端が半導体層40の裏面402よりも上方に存在し、第2空隙405bの上端が半導体層40の裏面402よりも下方に存在している。つまり、第1空隙405aの上端が裏面402よりも第1絶縁膜506側に位置し、第2空隙405bの上端が裏面402よりも配線構造30側に位置している。 In step C shown in FIG. 4C, a dielectric layer (not shown), an antireflection film (not shown), and a second insulating film 501 are formed on the back surface 402 and the separation part 404. The dielectric layer can be, for example, aluminum oxide or hafnium oxide. The anti-reflective coating layer can be, for example, tantalum oxide. The second insulating film 501 may be silicon oxide or silicon nitride. Further, inside the first separation part 404a and the second separation part 404b, there may exist a first gap 405a and a second gap 405b, respectively, which are generated when the second insulating film 501 is embedded, but the second gap 405b does not exist. There may be cases where it does not. In this example, the upper end of the first gap 405a is located above the back surface 402 of the semiconductor layer 40, and the top end of the second void 405b is located below the back surface 402 of the semiconductor layer 40. That is, the upper end of the first gap 405a is located closer to the first insulating film 506 than the back surface 402, and the upper end of the second void 405b is located closer to the wiring structure 30 than the back surface 402 is.

図5(a)に示す工程Dでは、第2絶縁膜501上に遮光膜502を形成している。遮光膜502は、第2絶縁膜501上に金属膜を成膜した後に、所望の箇所のみ遮光膜502を残すようにエッチングすることで、形成される。本実施形態では、第1遮光膜502aは第1分離部404a上に配され、第2遮光膜502bは遮光画素領域12上に配される。遮光膜502は、例えばタングステンやアルミニウムを含む金属膜であり得る。 In step D shown in FIG. 5A, a light shielding film 502 is formed on the second insulating film 501. The light-shielding film 502 is formed by forming a metal film on the second insulating film 501 and then etching it so that the light-shielding film 502 is left only at desired locations. In this embodiment, the first light-shielding film 502a is arranged on the first separation part 404a, and the second light-shielding film 502b is arranged on the light-shielding pixel region 12. The light shielding film 502 may be a metal film containing, for example, tungsten or aluminum.

図5(b)に示す工程Eでは、第2絶縁膜501および遮光膜502上に、第1絶縁膜506、第3絶縁膜507を成膜している。第3絶縁膜507は、成膜後に化学機械研磨法を用いて研磨することで、表面を平坦化している。第1絶縁膜506は、例えば、酸窒化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンの3層構造や、酸化シリコンであり得る。また、第3絶縁膜507は、酸化シリコンであり得る。 In step E shown in FIG. 5B, a first insulating film 506 and a third insulating film 507 are formed on the second insulating film 501 and the light shielding film 502. The surface of the third insulating film 507 is planarized by polishing using a chemical mechanical polishing method after the film is formed. The first insulating film 506 may have, for example, a three-layer structure of silicon oxynitride, silicon nitride, and silicon oxynitride, or silicon oxide. Further, the third insulating film 507 may be silicon oxide.

図5(c)に示す工程Fでは、第1絶縁膜506、第2絶縁膜501、第3絶縁膜507内に遮光壁503用の孔部508を形成している。第2分離部404b上に位置する第2遮光壁503b用の第2孔部508bの下端(裏面402側の端部)は、第1絶縁膜506を貫通して、第2絶縁膜501に延在するようにエッチングされる。また、第1遮光膜502aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離は、第2孔部508bの裏面402側の端部と裏面402との間の距離よりも大きい。このとき、第1分離部404a上に位置する第1遮光壁503a用の第1孔部508aも同時にエッチングされる。しかし、第1遮光膜502aがエッチストッパとして機能するため、第1孔部508aの下端(裏面402側の端部)は、第1遮光膜502aに接するように形成される。第1孔部508aの下方に第1遮光膜502aが存在しない場合は、第1孔部508aの下端は第1絶縁膜506を貫通して、第2絶縁膜501内に延在する。このとき第1分離部404a内部の第1空隙405aの上端は、半導体層40の裏面402より上方に延在し得るため、第1孔部508aの下端と、第1空隙405aの上端が接触し得る。その場合は、遮光壁503形成時に使用する薬液やエッチングガス等が空隙405内に残留し、以降の工程で製造装置を汚染する可能性がある。本実施形態では、第1遮光膜502aを第1孔部508aのエッチングストッパとして利用することで、この問題を抑制し、歩留まりの向上に寄与する。なお、第1遮光膜502aが第1遮光壁503a形成時のエッチングストッパとして効果的に機能するためには、第1遮光膜502aの第1方向における幅が第1遮光壁503aの第1方向における幅よりも大きいことが好ましい。 In step F shown in FIG. 5C, a hole 508 for the light shielding wall 503 is formed in the first insulating film 506, the second insulating film 501, and the third insulating film 507. The lower end (end on the back surface 402 side) of the second hole 508b for the second light shielding wall 503b located on the second separation part 404b penetrates the first insulating film 506 and extends to the second insulating film 501. It is etched so that it is present. Further, the distance between the end of the first light shielding film 502a on the back surface 402 side and the back surface 402 is larger than the distance between the end of the second hole 508b on the back surface 402 side and the back surface 402. At this time, the first hole 508a for the first light shielding wall 503a located on the first separation part 404a is also etched at the same time. However, since the first light shielding film 502a functions as an etch stopper, the lower end (end on the back surface 402 side) of the first hole 508a is formed so as to be in contact with the first light shielding film 502a. If the first light shielding film 502a is not present below the first hole 508a, the lower end of the first hole 508a penetrates the first insulating film 506 and extends into the second insulating film 501. At this time, the upper end of the first gap 405a inside the first separation part 404a can extend upward from the back surface 402 of the semiconductor layer 40, so the lower end of the first hole 508a and the upper end of the first gap 405a are in contact with each other. obtain. In that case, the chemical solution, etching gas, etc. used when forming the light shielding wall 503 may remain in the gap 405 and contaminate the manufacturing equipment in subsequent steps. In this embodiment, by using the first light shielding film 502a as an etching stopper for the first hole 508a, this problem can be suppressed and the yield can be improved. Note that in order for the first light-shielding film 502a to effectively function as an etching stopper when forming the first light-shielding wall 503a, the width of the first light-shielding film 502a in the first direction must be the same as that of the first light-shielding wall 503a in the first direction. It is preferably larger than the width.

図6(a)に示す工程Gでは、遮光壁503用の孔部508内部に遮光材料膜を成膜し、余分な部分を化学機械研磨により除去することにより、遮光壁503を形成している。遮光材料膜は、タングステンを含む金属膜であり得る。 In step G shown in FIG. 6A, a light-shielding material film is formed inside the hole 508 for the light-shielding wall 503, and the excess portion is removed by chemical mechanical polishing to form the light-shielding wall 503. . The light shielding material film may be a metal film containing tungsten.

図6(b)に示す工程Hでは、第3絶縁膜507上にカラーフィルタ504を形成し、カラーフィルタ504上にマイクロレンズ505を形成している。 In step H shown in FIG. 6B, a color filter 504 is formed on the third insulating film 507, and a microlens 505 is formed on the color filter 504.

第1孔部508aと第2孔部508bが形成されるエッチング工程を含んだ以上の製造方法により、本実施形態における光電変換装置10を製造することができる。 The photoelectric conversion device 10 according to this embodiment can be manufactured by the above manufacturing method including the etching step in which the first hole 508a and the second hole 508b are formed.

なお、本実施形態では、1つの分離部404が含む空隙が1つである形態を説明したが、この例には限定されない。例えば、第1空隙405aとは別に、第1空隙405aの下に別の空隙が設けられていても良い。また、第2空隙405bは設けられていなくても良い。また、第2空隙405bが設けられた分離部404に、さらに別の空隙が設けられていても良い。 Note that in this embodiment, a mode in which one separation section 404 includes one void has been described, but the present invention is not limited to this example. For example, apart from the first gap 405a, another gap may be provided below the first gap 405a. Further, the second void 405b may not be provided. Moreover, another gap may be provided in the separating section 404 provided with the second gap 405b.

〈第2実施形態〉
図7を用いて第2実施形態を説明する。図7(a)は、6画素分の光電変換部403を含む平面図である。図7(b)は図7(a)のC-C’線における断面図を、図7(c)は図7(a)のD-D’線における断面図を示している。なお、図7(a)のC-C’線およびD-D’線は平行の関係にあり、これらの線が示す方向を第2実施形態における第1方向とする。第1方向は裏面402に対して平行である。ここで、例えば遮光壁503が交差している箇所を遮光壁503のクロス部とし、遮光壁503が交差していない箇所を遮光壁503のライン部とする。また、クロス部とライン部は遮光壁503以外にも適用してよく、例えば分離部404に適用してもよい。なお、第1実施形態と同様の構成要素には同一の符号が付されており、これらの構成要素についての説明は省略又は簡略化されることがある。また、第2実施形態の構成は第1実施形態で説明した製造方法と同様の製造方法で製造することができる。
<Second embodiment>
A second embodiment will be described using FIG. 7. FIG. 7A is a plan view including the photoelectric conversion unit 403 for six pixels. 7(b) shows a cross-sectional view taken along the line CC' in FIG. 7(a), and FIG. 7(c) shows a cross-sectional view taken along the line DD' in FIG. 7(a). Note that the CC' line and the DD' line in FIG. 7(a) are in a parallel relationship, and the direction indicated by these lines is the first direction in the second embodiment. The first direction is parallel to the back surface 402. Here, for example, a portion where the light blocking walls 503 intersect is defined as a cross portion of the light blocking wall 503, and a location where the light blocking walls 503 do not intersect is defined as a line portion of the light blocking wall 503. Further, the cross portion and the line portion may be applied to other than the light shielding wall 503, for example, they may be applied to the separation portion 404. Note that the same components as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of these components may be omitted or simplified. Further, the configuration of the second embodiment can be manufactured by a manufacturing method similar to that described in the first embodiment.

図7(a)、(b)から解されるように、遮光壁503、分離部404のライン部においては第2遮光壁503b、第2分離部404bが配され、第2遮光壁503bの下端は、第1絶縁膜506を貫通して、第2絶縁膜501内部に延在している。一方、図7(a)、(c)のように、遮光壁503、分離部404のクロス部においては第1遮光壁503a、第1分離部404aが配され、第1遮光壁503aの下部には第1遮光壁503aと接するように第1遮光膜502aが配されている。また、第1遮光壁503aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離は、第1遮光膜502aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離よりも大きい。さらに、第1遮光膜502aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離は、第2遮光壁503bの裏面402側の端部と裏面402との間の距離よりも大きくなっている。なお、本例においては、第2分離部404bがクロスすることにより、第1分離部404aが形成されている。 As understood from FIGS. 7A and 7B, a second light shielding wall 503b and a second separating part 404b are arranged in the line portion of the light shielding wall 503 and the separation part 404, and the lower end of the second light shielding wall 503b penetrates the first insulating film 506 and extends into the second insulating film 501 . On the other hand, as shown in FIGS. 7(a) and 7(c), a first light-shielding wall 503a and a first separation part 404a are arranged at the cross section of the light-shielding wall 503 and the separation part 404, and at the bottom of the first light-shielding wall 503a. A first light shielding film 502a is arranged so as to be in contact with a first light shielding wall 503a. Further, the distance between the end of the first light shielding wall 503a on the back surface 402 side and the back surface 402 is larger than the distance between the end of the first light shielding film 502a on the back surface 402 side and the back surface 402. Furthermore, the distance between the end of the first light shielding film 502a on the back surface 402 side and the back surface 402 is larger than the distance between the end of the second light shielding wall 503b on the back surface 402 side and the back surface 402. . In addition, in this example, the first separation part 404a is formed by crossing the second separation parts 404b.

第2分離部404bの第1方向における幅は、第1分離部404aよりも小さい。そのため、分離部404のライン部に配される第2空隙405bの上端は、分離部404のクロス部に配される第1空隙405aの上端よりも下方に位置し得る。よって、分離部404のライン部においては、第2分離部404b内部の第2空隙405bと接することなく、第2遮光壁503bの下端と第2分離部404bの上端との距離Dを小さくできる。一方、分離部404のクロス部においては、第1遮光壁503aの下端と、第1空隙405aの上端が接触する可能性がある。しかし、本実施形態では、分離部404のクロス部上には、第1遮光膜502aが配されるため、第1遮光壁503aの下端が第1空隙405aと接することを抑制できる。 The width of the second separating portion 404b in the first direction is smaller than that of the first separating portion 404a. Therefore, the upper end of the second gap 405b arranged in the line part of the separating part 404 may be located lower than the upper end of the first gap 405a arranged in the cross part of the separating part 404. Therefore, in the line part of the separation part 404, the distance D between the lower end of the second light shielding wall 503b and the upper end of the second separation part 404b can be reduced without contacting the second gap 405b inside the second separation part 404b. On the other hand, at the cross section of the separation section 404, the lower end of the first light shielding wall 503a and the upper end of the first gap 405a may come into contact. However, in this embodiment, since the first light shielding film 502a is disposed on the cross portion of the separation section 404, it is possible to prevent the lower end of the first light shielding wall 503a from coming into contact with the first gap 405a.

本実施形態では、ライン部では、第2遮光壁503bの下端と第2分離部404bの上端との距離Dを小さくすることにより、クロストークを低減しつつ、クロス部では、第1遮光壁503aの下端と第1空隙405aとの接触を抑制している。 In this embodiment, in the line part, crosstalk is reduced by reducing the distance D between the lower end of the second light shielding wall 503b and the upper end of the second separation part 404b, and in the cross part, the first light shielding wall 503a Contact between the lower end of the first gap 405a and the first gap 405a is suppressed.

また、第1遮光膜502aが第1遮光壁503a形成時のエッチングストッパとして効果的に機能するためには、第1遮光膜502aの第1方向における幅が第1遮光壁503aの第1方向における幅よりも大きいことが好ましい。なお、図7(b)では、第1空隙405aの上端が裏面402よりも上にある例を示しているが、この例には限定されない。また、第2空隙405bが存在しない例もあり得る。 In addition, in order for the first light shielding film 502a to effectively function as an etching stopper when forming the first light shielding wall 503a, the width of the first light shielding film 502a in the first direction must be set such that the width of the first light shielding film 502a in the first direction is It is preferably larger than the width. Although FIG. 7B shows an example in which the upper end of the first gap 405a is above the back surface 402, the present invention is not limited to this example. Furthermore, there may be an example in which the second void 405b does not exist.

〈第3実施形態〉
実施形態3は実施形態1~2のいずれにも適用可能である。図8(a)は本実施形態の半導体装置930を備えた機器9191を説明する模式図である。半導体装置930には上記した各実施形態の光電変換装置(撮像装置)を用いることができる。半導体装置930を備える機器9191について詳細に説明する。半導体装置930は、半導体デバイス910のほかに、半導体デバイス910を収容するパッケージ920を含むことができる。パッケージ920は、半導体デバイス910が固定された基体と、半導体デバイス910に対向するガラスなどの蓋体と、を含むことができる。パッケージ920は、さらに、基体に設けられた端子と半導体デバイス910に設けられた端子とを接続するボンディングワイヤやバンプなどの接合部材を含むことができる。
<Third embodiment>
Embodiment 3 can be applied to any of Embodiments 1 and 2. FIG. 8A is a schematic diagram illustrating a device 9191 including the semiconductor device 930 of this embodiment. The photoelectric conversion device (imaging device) of each embodiment described above can be used for the semiconductor device 930. The device 9191 including the semiconductor device 930 will be described in detail. In addition to the semiconductor device 910, the semiconductor device 930 can include a package 920 that houses the semiconductor device 910. The package 920 can include a base body to which the semiconductor device 910 is fixed, and a lid body made of glass or the like that faces the semiconductor device 910. The package 920 can further include a bonding member such as a bonding wire or a bump that connects the terminal provided on the base and the terminal provided on the semiconductor device 910.

機器9191は、光学装置940、制御装置950、処理装置960、表示装置970、記憶装置980、機械装置990の少なくともいずれかを備えることができる。光学装置940は、半導体装置930に対応する。光学装置940は、例えばレンズやシャッター、ミラーであり、半導体装置930に光を導く光学系を備える。制御装置950は、半導体装置930を制御する。制御装置950は、例えばASICなどの半導体装置である。 The device 9191 can include at least one of an optical device 940, a control device 950, a processing device 960, a display device 970, a storage device 980, and a mechanical device 990. Optical device 940 corresponds to semiconductor device 930. The optical device 940 is, for example, a lens, a shutter, or a mirror, and includes an optical system that guides light to the semiconductor device 930. Control device 950 controls semiconductor device 930. The control device 950 is, for example, a semiconductor device such as an ASIC.

処理装置960は、半導体装置930から出力された信号を処理する。処理装置960は、AFE(アナログフロントエンド)あるいはDFE(デジタルフロントエンド)を構成するための、CPUやASICなどの半導体装置である。表示装置970は、半導体装置930で得られた情報(画像)を表示する、EL表示装置や液晶表示装置である。記憶装置980は、半導体装置930で得られた情報(画像)を記憶する、磁気デバイスや半導体デバイスである。記憶装置980は、SRAMやDRAMなどの揮発性メモリ、あるいは、フラッシュメモリやハードディスクドライブなどの不揮発性メモリである。 Processing device 960 processes the signal output from semiconductor device 930. The processing device 960 is a semiconductor device such as a CPU or an ASIC for configuring an AFE (analog front end) or a DFE (digital front end). The display device 970 is an EL display device or a liquid crystal display device that displays information (image) obtained by the semiconductor device 930. The storage device 980 is a magnetic device or a semiconductor device that stores information (image) obtained by the semiconductor device 930. The storage device 980 is a volatile memory such as SRAM or DRAM, or a nonvolatile memory such as a flash memory or a hard disk drive.

機械装置990は、モーターやエンジンなどの可動部あるいは推進部を有する。機器9191では、半導体装置930から出力された信号を表示装置970に表示したり、機器9191が備える通信装置(不図示)によって外部に送信したりする。そのために、機器9191は、半導体装置930が有する記憶回路や演算回路とは別に、記憶装置980や処理装置960をさらに備えることが好ましい。機械装置990は、半導体装置930から出力され信号に基づいて制御されてもよい。 Mechanical device 990 has a movable part or a propulsion part such as a motor or an engine. The device 9191 displays the signal output from the semiconductor device 930 on the display device 970 or transmits it to the outside using a communication device (not shown) included in the device 9191. For this reason, it is preferable that the device 9191 further includes a storage device 980 and a processing device 960, in addition to the storage circuit and arithmetic circuit included in the semiconductor device 930. Mechanical device 990 may be controlled based on a signal output from semiconductor device 930.

また、機器9191は、撮影機能を有する情報端末(例えばスマートフォンやウエアラブル端末)やカメラ(例えばレンズ交換式カメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ)などの電子機器に適する。カメラにおける機械装置990はズーミングや合焦、シャッター動作のために光学装置940の部品を駆動することができる。あるいは、カメラにおける機械装置990は防振動作のために半導体装置930を移動することができる。 Further, the device 9191 is suitable for electronic devices such as information terminals (for example, smartphones and wearable terminals) and cameras (for example, interchangeable lens cameras, compact cameras, video cameras, and surveillance cameras) that have a shooting function. Mechanical device 990 in the camera can drive parts of optical device 940 for zooming, focusing, and shutter operation. Alternatively, the mechanical device 990 in the camera can move the semiconductor device 930 for anti-vibration operation.

また、機器9191は、車両や船舶、飛行体などの輸送機器であり得る。輸送機器における機械装置990は移動装置として用いられうる。輸送機器としての機器9191は、半導体装置930を輸送するものや、撮影機能により運転(操縦)の補助および/または自動化を行うものに好適である。運転(操縦)の補助および/または自動化のための処理装置960は、半導体装置930で得られた情報に基づいて移動装置としての機械装置990を操作するための処理を行うことができる。あるいは、機器9191は内視鏡などの医療機器や、測距センサなどの計測機器、電子顕微鏡のような分析機器、複写機などの事務機器、ロボットなどの産業機器であってもよい。 Further, the device 9191 may be a transportation device such as a vehicle, a ship, or an aircraft. Mechanical device 990 in a transportation device can be used as a moving device. The device 9191 as a transport device is suitable for transporting the semiconductor device 930 or for assisting and/or automating driving (maneuvering) using a photographing function. A processing device 960 for assisting and/or automating driving (maneuvering) can perform processing for operating a mechanical device 990 as a mobile device based on information obtained by the semiconductor device 930. Alternatively, the device 9191 may be a medical device such as an endoscope, a measuring device such as a distance sensor, an analytical device such as an electron microscope, an office device such as a copying machine, or an industrial device such as a robot.

上述した実施形態によれば、良好な画素特性を得ることが可能となる。従って、半導体装置の価値を高めることができる。ここでいう価値を高めることには、機能の追加、性能の向上、特性の向上、信頼性の向上、製造歩留まりの向上、環境負荷の低減、コストダウン、小型化、軽量化の少なくともいずれかが該当する。 According to the embodiments described above, it is possible to obtain good pixel characteristics. Therefore, the value of the semiconductor device can be increased. Increasing value here includes at least one of the following: adding functionality, improving performance, improving characteristics, improving reliability, improving manufacturing yield, reducing environmental impact, reducing cost, downsizing, and reducing weight. Applicable.

従って、本実施形態に係る半導体装置930を機器9191に用いれば、機器の価値をも向上することができる。例えば、半導体装置930を輸送機器に搭載して、輸送機器の外部の撮影や外部環境の測定を行う際に優れた性能を得ることができる。よって、輸送機器の製造、販売を行う上で、本実施形態に係る半導体装置を輸送機器へ搭載することを決定することは、輸送機器自体の性能を高める上で有利である。特に、半導体装置で得られた情報を用いて輸送機器の運転支援および/または自動運転を行う輸送機器に半導体装置930は好適である。 Therefore, if the semiconductor device 930 according to this embodiment is used in the device 9191, the value of the device can also be improved. For example, by mounting the semiconductor device 930 on a transportation device, excellent performance can be obtained when photographing the exterior of the transportation device or measuring the external environment. Therefore, when manufacturing and selling transportation equipment, deciding to mount the semiconductor device according to this embodiment on the transportation equipment is advantageous in improving the performance of the transportation equipment itself. In particular, the semiconductor device 930 is suitable for transportation equipment that performs driving support and/or automatic operation of transportation equipment using information obtained by the semiconductor device.

また、本実施形態の光電変換システム及び移動体について、図8(b)、(c)を用いて説明する。 Further, the photoelectric conversion system and moving body of this embodiment will be explained using FIGS. 8(b) and 8(c).

図8(a)は、車載カメラに関する光電変換システムの一例を示したものである。光電変換システム8は、光電変換装置10を有する。光電変換装置10は、上記のいずれかの実施形態に記載の光電変換装置(撮像装置)である。光電変換システム8は、光電変換装置10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101と、光電変換システム8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)の算出を行う視差取得部102を有する。また、光電変換システム8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取得部103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104と、を有する。ここで、視差取得部102や距離取得部103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104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. 8(a) shows an example of a photoelectric conversion system related to an on-vehicle camera. The photoelectric conversion system 8 includes a photoelectric conversion device 10. The photoelectric conversion device 10 is the photoelectric conversion device (imaging device) described in any of the above embodiments. The photoelectric conversion system 8 includes an image processing unit 101 that performs image processing on the plurality of image data acquired by the photoelectric conversion device 10, and a parallax (position of parallax images) from the plurality of image data acquired by the photoelectric conversion system 8. It has a parallax acquisition unit 102 that calculates phase difference). The photoelectric conversion system 8 also includes a distance acquisition unit 103 that calculates the distance to the object based on the calculated parallax, and a collision determination unit that determines whether there is a possibility of a collision based on the calculated distance. 104. Here, the parallax acquisition unit 102 and the distance acquisition unit 103 are examples of distance information acquisition means that acquires distance information to the target object. That is, distance information is information regarding parallax, defocus amount, distance to a target object, and the like. The collision determination unit 104 may determine the possibility of collision using any of these pieces of distance information. The distance information acquisition means may be realized by specially designed hardware or may be realized by a software module. Further, it may be realized by an FPGA (Field Programmable Gate Array), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or a combination thereof.

光電変換システム8は車両情報取得装置810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、光電変換システム8は、衝突判定部104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ECU820が接続されている。また、光電変換システム8は、衝突判定部104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830とも接続されている。例えば、衝突判定部104の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ECU820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830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に警告を行う。 The photoelectric conversion system 8 is connected to a vehicle information acquisition device 810, and can acquire vehicle information such as vehicle speed, yaw rate, and steering angle. Further, the photoelectric conversion system 8 is connected to a control ECU 820 that is a control device that outputs a control signal for generating a braking force to the vehicle based on the determination result of the collision determination unit 104. The photoelectric conversion system 8 is also connected to a warning device 830 that issues a warning to the driver based on the determination result of the collision determination unit 104. For example, if the collision determination unit 104 determines that there is a high possibility of a collision, the control ECU 820 performs vehicle control to avoid the collision and reduce damage by applying the brakes, releasing the accelerator, or suppressing engine output. The alarm device 830 warns the user by sounding an alarm such as a sound, displaying alarm information on a screen of a car navigation system, etc., or applying vibration to a seat belt or steering wheel.

本実施形態では、車両の周囲、例えば前方又は後方を光電変換システム8で撮像する。図8(c)に、車両前方(撮像範囲850)を撮像する場合の光電変換システムを示した。車両情報取得装置810が、光電変換システム8ないしは光電変換装置10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 photoelectric conversion system 8 images the surroundings of the vehicle, for example, the front or the rear. FIG. 8(c) shows a photoelectric conversion system for capturing an image in front of the vehicle (imaging range 850). Vehicle information acquisition device 810 sends instructions to photoelectric conversion system 8 or photoelectric conversion device 10 . 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。更に、光電変換システムは、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。 Above, we explained an example of control to avoid collisions with other vehicles, but it can also be applied to control to automatically drive while following other vehicles, control to automatically drive to avoid moving out of the lane, etc. . Furthermore, the photoelectric conversion system can be applied not only to vehicles such as own vehicles, but also to mobile objects (mobile devices) such as ships, aircraft, and industrial robots. In addition, the present invention can be applied not only to mobile objects but also to a wide range of devices that use object recognition, such as intelligent transportation systems (ITS).

以上、説明した実施形態は、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。なお、本明細書の開示内容は、本明細書に記載したことのみならず、本明細書および本明細書に添付した図面から把握可能な全ての事項を含む。また本明細書の開示内容は、本明細書に記載した概念の補集合を含んでいる。すなわち、本明細書に例えば「AはBよりも大きい」旨の記載があれば、「AはBよりも大きくない」旨の記載を省略しても、本明細書は「AはBよりも大きくない」旨を開示していると云える。なぜなら、「AはBよりも大きい」旨を記載している場合には、「AはBよりも大きくない」場合を考慮していることが前提だからである。 The embodiments described above can be modified as appropriate without departing from the technical concept. Note that the disclosure content of this specification includes not only what is described in this specification, but also all matters that can be understood from this specification and the drawings attached to this specification. The disclosure herein also includes the complement of the concepts described herein. In other words, if the specification includes, for example, the statement "A is greater than B," even if the statement "A is not greater than B" is omitted, the specification still states "A is greater than B." It can be said that the company has disclosed that it is not large. This is because when it is stated that "A is larger than B", it is assumed that "A is not larger than B" is being considered.

なお、本実施形態の開示は、以下の構成および方法を含む。 Note that the disclosure of this embodiment includes the following configuration and method.

(構成1)表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1遮光壁と、前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2遮光壁と、を備える光電変換装置であって、前記第1遮光壁の前記裏面側の端部は、前記遮光膜と接しており、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離は、前記第2遮光壁の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きいことを特徴とする光電変換装置。 (Structure 1) A semiconductor layer having a front surface and a back surface, in which a plurality of photoelectric conversion units are provided between the front surface and the back surface, a wiring structure disposed on the front surface side of the semiconductor layer, a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer; a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface; and two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units. and another two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units, and the width in the first direction parallel to the back surface is equal to or greater than the first separation unit. a second separation section smaller than the separation section; a first gap disposed inside the first separation section; a first light-shielding wall disposed inside the first insulating film, and a second light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation part in a plan view of the back side. In the conversion device, an end of the first light-shielding wall on the back side is in contact with the light-shielding film, and a distance between the end of the back-side of the light-shielding film and the back surface is equal to 2. A photoelectric conversion device characterized in that the distance is greater than the distance between the end of the back surface of the second light-shielding wall and the back surface.

(構成2)前記第1空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置することを特徴とする構成1に記載の光電変換装置。 (Structure 2) The photoelectric conversion device according to Structure 1, wherein an end of the first gap on the back surface side is located closer to the first insulating film than the back surface.

(構成3)前記第2分離部の内部に配された第2空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする構成1または2に記載の光電変換装置。 (Structure 3) The structure according to structure 1 or 2, wherein an end of the second gap disposed inside the second separating section on the back surface side is located closer to the wiring structure than the back surface. Photoelectric conversion device.

(構成4)前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする構成1乃至3のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 4) The photovoltaic device according to any one of Structures 1 to 3, wherein the first separation part is formed by crossing the second separation parts in a plan view of the back side. conversion device.

(構成5)前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする構成1乃至4のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 5) Photoelectric conversion according to any one of Structures 1 to 4, wherein the width of the light shielding film in the first direction is larger than the width of the first light shielding wall in the first direction. Device.

(構成6)前記遮光膜と前記裏面との間に第2絶縁膜が配されることを特徴とする構成1乃至5のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 6) The photoelectric conversion device according to any one of Structures 1 to 5, wherein a second insulating film is disposed between the light shielding film and the back surface.

(構成7)前記第2遮光壁の前記裏面側の端部が前記第2絶縁膜に配されることを特徴とする構成1乃至6のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 7) The photoelectric conversion device according to any one of Structures 1 to 6, wherein an end portion of the second light shielding wall on the back surface side is disposed on the second insulating film.

(構成8)前記第1分離部と前記第2分離部は、前記裏面から半導体の深さ方向に連続する溝によって形成されることを特徴とする構成1乃至7のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 8) The first separation part and the second separation part are formed by grooves continuous from the back surface in the depth direction of the semiconductor, according to any one of Structures 1 to 7. Photoelectric conversion device.

(構成9)前記遮光膜はタングステンもしくはアルミニウムを含み、前記第1遮光壁と前記第2遮光壁はタングステンを含むことを特徴とする構成1乃至8のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 9) The photoelectric conversion device according to any one of Structures 1 to 8, wherein the light shielding film contains tungsten or aluminum, and the first light shielding wall and the second light shielding wall contain tungsten.

(構成10)表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1遮光壁と、前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2遮光壁と、を備える基板であって、前記第1遮光壁の前記裏面側の端部は、前記遮光膜と接しており、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離は、前記第2遮光壁の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きいことを特徴とする基板。 (Structure 10) A semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion units provided between the front surface and the back surface, a wiring structure disposed on the front surface side of the semiconductor layer, a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer; a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface; and two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units. and another two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units, and the width in the first direction parallel to the back surface is equal to or greater than the first separation unit. a second separation section smaller than the separation section; a first gap disposed inside the first separation section; a first light-shielding wall disposed inside the first insulating film, and a second light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation section when viewed from above on the back surface side. The back end of the first light shielding wall is in contact with the light shielding film, and the distance between the back end of the light shielding film and the back surface is equal to the second light shielding wall. A substrate characterized in that the distance is greater than the distance between the end of the wall on the back surface side and the back surface.

(構成11)前記第1空隙の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置し、前記第2分離部の内部に配された第2空隙の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする構成10に記載の基板。 (Structure 11) An end of the first gap is located closer to the first insulating film than the back surface, and an end of the second gap disposed inside the second separation part is located closer to the first insulating film than the back surface. 11. The substrate according to configuration 10, wherein the substrate is located on the side of the wiring structure.

(構成12)前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする構成10または11に記載の基板。 (Structure 12) The substrate according to Structure 10 or 11, wherein the first separation part is formed by crossing the second separation parts in a plan view of the back surface side.

(構成13)前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする構成10乃至12のいずれか1項に記載の基板。 (Structure 13) The substrate according to any one of Structures 10 to 12, wherein the width of the light shielding film in the first direction is larger than the width of the first light shielding wall in the first direction.

(構成14)回路基板との接合面を備えることを特徴とする構成10乃至13のいずれか1項に記載の基板。 (Structure 14) The board according to any one of Structures 10 to 13, comprising a surface to be bonded to a circuit board.

(構成15)構成1乃至9のいずれか1項に記載の光電変換装置を備える機器であって、前記光電変換装置に光を導く光学装置、前記光電変換装置を制御する制御装置、前記光電変換装置から出力された信号を処理する処理装置、前記光電変換装置で得られた情報を表示する表示装置、前記光電変換装置で得られた情報を記憶する記憶装置、および、前記光電変換装置で得られた情報に基づいて動作する機械装置、の少なくともいずれかを更に備えることを特徴とする機器。 (Configuration 15) A device comprising the photoelectric conversion device according to any one of Configurations 1 to 9, including an optical device that guides light to the photoelectric conversion device, a control device that controls the photoelectric conversion device, and the photoelectric conversion device. A processing device that processes signals output from the device, a display device that displays information obtained by the photoelectric conversion device, a storage device that stores information obtained by the photoelectric conversion device, and a processing device that processes the information obtained by the photoelectric conversion device. A device further comprising at least one of the following: a mechanical device that operates based on the received information.

(方法1)表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1孔部と、前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2孔部と、を備える光電変換装置の製造方法であって、前記第1孔部の前記裏面側の端部が前記遮光膜と接し、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離が、前記第2孔部の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きくなるように、前記第1孔部と前記第2孔部が形成されるエッチング工程を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。 (Method 1) A semiconductor layer having a front surface and a back surface, in which a plurality of photoelectric conversion parts are provided between the front surface and the back surface, a wiring structure disposed on the front surface side of the semiconductor layer, a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer; a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface; and two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units. and another two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units, and the width in the first direction parallel to the back surface is equal to or greater than the first separation unit. a second separation section smaller than the separation section; a first gap disposed inside the first separation section; a first hole disposed inside the first insulating film, and a second hole disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation section when viewed from above on the back surface side. The method for manufacturing a conversion device, wherein the back side end of the first hole is in contact with the light shielding film, and the distance between the back side end of the light shielding film and the back surface is A photovoltaic device comprising an etching step in which the first hole and the second hole are formed so as to be larger than the distance between the end of the second hole on the back side and the back surface. Method for manufacturing a conversion device.

(方法2)前記第1孔部に金属が配されることで第1遮光壁が形成され、前記第2孔部に金属が配されることで第2遮光壁が形成されることを特徴とする方法1に記載の光電変換装置の製造方法。 (Method 2) A first light-shielding wall is formed by disposing metal in the first hole, and a second light-shielding wall is formed by disposing metal in the second hole. The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to method 1.

(方法3)前記第1空隙の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置し、前記第2分離部の内部に配された第2空隙の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする方法1または2に記載の光電変換装置の製造方法。 (Method 3) An end of the first gap is located closer to the first insulating film than the back surface, and an end of the second gap disposed inside the second separation section is located closer to the first insulating film than the back surface. The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to method 1 or 2, characterized in that the photoelectric conversion device is located on the side of a wiring structure.

(方法4)前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする方法1乃至3のいずれか1項に記載の光電変換装置の製造方法。 (Method 4) The photovoltaic device according to any one of Methods 1 to 3, wherein the first separating portion is formed by crossing the second separating portions in a plan view of the back side. Method for manufacturing a conversion device.

(方法5)前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする方法1乃至4のいずれか1項に記載の光電変換装置の製造方法。 (Method 5) Photoelectric conversion according to any one of Methods 1 to 4, wherein the width of the light shielding film in the first direction is larger than the width of the first light shielding wall in the first direction. Method of manufacturing the device.

(方法6)表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1孔部と、前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2孔部と、を備える基板の製造方法であって、前記第1孔部の前記裏面側の端部が前記遮光膜と接し、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離が、前記第2孔部の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きくなるように、前記第1孔部と前記第2孔部が形成されるエッチング工程を有することを特徴とする基板の製造方法。 (Method 6) A semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion units provided between the front surface and the back surface, a wiring structure disposed on the front surface side of the semiconductor layer, a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer; a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface; and two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units. and another two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units, and the width in the first direction parallel to the back surface is equal to or greater than the first separation unit. a second separation section smaller than the separation section; a first gap disposed inside the first separation section; a first hole disposed inside the first insulating film; and a second hole disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation section when viewed from above on the back side. In the manufacturing method, an end of the first hole on the back side is in contact with the light-shielding film, and a distance between the end of the back-side of the light-shielding film and the back surface is in contact with the second hole. manufacturing a substrate, comprising: an etching step in which the first hole and the second hole are formed so as to be larger than the distance between the end on the back side of the part and the back surface; Method.

(方法7)前記第1孔部に金属が配されることで第1遮光壁が形成され、前記第2孔部に金属が配されることで第2遮光壁が形成されることを特徴とする方法6に記載の基板の製造方法。 (Method 7) A first light-shielding wall is formed by disposing metal in the first hole, and a second light-shielding wall is formed by disposing metal in the second hole. The method for manufacturing a substrate according to method 6.

(方法8)前記第1空隙の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置し、前記第2分離部の内部に配された第2空隙の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする方法6または7に記載の基板の製造方法。 (Method 8) An end of the first gap is located closer to the first insulating film than the back surface, and an end of the second gap disposed inside the second separation section is located closer to the first insulating film than the back surface. The method for manufacturing a substrate according to method 6 or 7, characterized in that the method is located on the side of a wiring structure.

(方法9)前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする方法6乃至8のいずれか1項に記載の基板の製造方法。 (Method 9) The substrate according to any one of methods 6 to 8, wherein the first separation part is formed by crossing the second separation parts in a plan view of the back surface side. manufacturing method.

(方法10)前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする方法6乃至9のいずれか1項に記載の基板の製造方法。 (Method 10) The substrate according to any one of Methods 6 to 9, wherein the width of the light shielding film in the first direction is larger than the width of the first light shielding wall in the first direction. Production method.

(方法11)回路基板との接合面を備えることを特徴とする方法6乃至10のいずれか1項に記載の基板の製造方法。 (Method 11) The method for manufacturing a board according to any one of Methods 6 to 10, characterized by comprising a surface to be bonded to a circuit board.

401 表面
402 裏面
403 光電変換部
40 半導体層
30 配線構造
501 第2絶縁膜
506 第1絶縁膜
502a 第1遮光膜
502b 第2遮光膜
404a 第1分離部
404b 第2分離部
405a 第1空隙
405b 第2空隙
503a 第1遮光壁
503b 第2遮光壁
401 Front surface 402 Back surface 403 Photoelectric conversion section 40 Semiconductor layer 30 Wiring structure 501 Second insulating film 506 First insulating film 502a First light shielding film 502b Second light shielding film 404a First separation section 404b Second separation section 405a First gap 405b 2 gaps 503a first light shielding wall 503b second light shielding wall

Claims (26)

表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、
前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、
前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、
前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、
前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、
前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、
前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1遮光壁と、
前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2遮光壁と、
を備える光電変換装置であって、
前記第1遮光壁の前記裏面側の端部は、前記遮光膜と接しており、
前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離は、前記第2遮光壁の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きい
ことを特徴とする光電変換装置。
a semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion parts provided between the front surface and the back surface;
a wiring structure arranged on the surface side of the semiconductor layer;
a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer;
a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface;
a first separation section disposed between two photoelectric conversion sections of the plurality of photoelectric conversion sections;
a second separation section that is disposed between another two of the plurality of photoelectric conversion sections and has a width smaller than the first separation section in a first direction parallel to the back surface;
a first gap arranged inside the first separating section;
a first light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the first separation part in a plan view of the back side;
a second light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation part in a plan view of the back side;
A photoelectric conversion device comprising:
The end of the first light-shielding wall on the back side is in contact with the light-shielding film,
The photoelectric conversion characterized in that the distance between the back side end of the light shielding film and the back surface is larger than the distance between the back side end of the second light shielding wall and the back surface. Device.
前記第1空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置することを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein an end of the first gap on the back surface side is located closer to the first insulating film than the back surface. 前記第2分離部の内部に配された第2空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein an end of the second gap disposed inside the second separating section on the back surface side is located closer to the wiring structure than the back surface. 前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the first separating part is formed by crossing the second separating parts in a plan view of the back side. 前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the width of the light shielding film in the first direction is larger than the width of the first light shielding wall in the first direction. 前記遮光膜と前記裏面との間に第2絶縁膜が配されることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein a second insulating film is disposed between the light shielding film and the back surface. 前記第2遮光壁の前記裏面側の端部が前記第2絶縁膜に配されることを特徴とする請求項6に記載の光電変換装置。 7. The photoelectric conversion device according to claim 6, wherein an end portion of the second light shielding wall on the back surface side is disposed on the second insulating film. 前記第1分離部と前記第2分離部は、前記裏面から半導体の深さ方向に連続する溝によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the first separation part and the second separation part are formed by grooves continuous from the back surface in a depth direction of the semiconductor. 前記遮光膜はタングステンもしくはアルミニウムを含み、前記第1遮光壁と前記第2遮光壁はタングステンを含むことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 2. The photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the light-shielding film contains tungsten or aluminum, and the first light-shielding wall and the second light-shielding wall contain tungsten. 表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、
前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、
前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、
前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、
前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、
前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、
前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1遮光壁と、
前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2遮光壁と、
を備える基板であって、
前記第1遮光壁の前記裏面側の端部は、前記遮光膜と接しており、
前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離は、前記第2遮光壁の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きい
ことを特徴とする基板。
a semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion parts provided between the front surface and the back surface;
a wiring structure arranged on the surface side of the semiconductor layer;
a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer;
a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface;
a first separation section disposed between two photoelectric conversion sections of the plurality of photoelectric conversion sections;
a second separation section that is disposed between another two of the plurality of photoelectric conversion sections and has a width smaller than the first separation section in a first direction parallel to the back surface;
a first gap arranged inside the first separating section;
a first light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the first separation part in a plan view of the back side;
a second light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation part in a plan view of the back side;
A substrate comprising:
The end of the first light-shielding wall on the back side is in contact with the light-shielding film,
A substrate characterized in that a distance between the back side end of the light shielding film and the back surface is larger than a distance between the back side end of the second light shielding wall and the back surface.
前記第1空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置し、前記第2分離部の内部に配された第2空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする請求項10に記載の基板。 An end of the first gap on the back surface side is located closer to the first insulating film than the back surface, and an end of the second gap disposed inside the second separation section on the back surface side is located closer to the first insulating film than the back surface. 11. The substrate according to claim 10, wherein the substrate is located closer to the wiring structure than the back surface. 前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする請求項10に記載の基板。 11. The substrate according to claim 10, wherein the first separating part is formed by crossing the second separating parts in a plan view of the back side. 前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする請求項10に記載の基板。 11. The substrate according to claim 10, wherein the width of the light shielding film in the first direction is larger than the width of the first light shielding wall in the first direction. 回路基板との接合面を備えることを特徴とする請求項10に記載の基板。 11. The board according to claim 10, further comprising a surface to be bonded to a circuit board. 表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、
前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、
前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、
前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、
前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、
前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、
前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1孔部と、
前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2孔部と、
を備える光電変換装置の製造方法であって、
前記第1孔部の前記裏面側の端部が前記遮光膜と接し、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離が、前記第2孔部の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きくなるように、前記第1孔部と前記第2孔部が形成されるエッチング工程
を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
a semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion parts provided between the front surface and the back surface;
a wiring structure arranged on the surface side of the semiconductor layer;
a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer;
a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface;
a first separation section disposed between two photoelectric conversion sections of the plurality of photoelectric conversion sections;
a second separation section that is disposed between another two of the plurality of photoelectric conversion sections and has a width smaller than the first separation section in a first direction parallel to the back surface;
a first gap arranged inside the first separating section;
a first hole portion disposed inside the first insulating film so as to overlap the first separation portion in a plan view of the back surface side;
a second hole portion disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation portion in a plan view of the back surface side;
A method for manufacturing a photoelectric conversion device comprising:
The end of the first hole on the back side is in contact with the light shielding film, and the distance between the end of the back side of the light shielding film and the back surface is the end of the second hole on the back side. A method for manufacturing a photoelectric conversion device, comprising an etching step in which the first hole and the second hole are formed so as to be larger than the distance between the first hole and the back surface.
前記第1孔部に金属が配されることで第1遮光壁が形成され、前記第2孔部に金属が配されることで第2遮光壁が形成されることを特徴とする請求項15に記載の光電変換装置の製造方法。 15. A first light-shielding wall is formed by disposing metal in the first hole, and a second light-shielding wall is formed by disposing metal in the second hole. A method for manufacturing a photoelectric conversion device according to. 前記第1空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置し、前記第2分離部の内部に配された第2空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする請求項15に記載の光電変換装置の製造方法。 An end of the first gap on the back surface side is located closer to the first insulating film than the back surface, and an end of the second gap disposed inside the second separation section on the back surface side is located closer to the first insulating film than the back surface. 16. The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 15, wherein the photoelectric conversion device is located closer to the wiring structure than the back surface. 前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする請求項15に記載の光電変換装置の製造方法。 16. The method of manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 15, wherein the first separating part is formed by crossing the second separating parts in a plan view of the back side. 前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする請求項16に記載の光電変換装置の製造方法。 17. The method of manufacturing a photoelectric conversion device according to claim 16, wherein the width of the light shielding film in the first direction is larger than the width of the first light shielding wall in the first direction. 表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、
前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、
前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、
前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、
前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、
前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、
前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1孔部と、
前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2孔部と、
を備える基板の製造方法であって、
前記第1孔部の前記裏面側の端部が前記遮光膜と接し、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離が、前記第2孔部の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きくなるように、前記第1孔部と前記第2孔部が形成されるエッチング工程
を有することを特徴とする基板の製造方法。
a semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion parts provided between the front surface and the back surface;
a wiring structure arranged on the surface side of the semiconductor layer;
a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer;
a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface;
a first separation section disposed between two photoelectric conversion sections of the plurality of photoelectric conversion sections;
a second separation section that is disposed between another two of the plurality of photoelectric conversion sections and has a width smaller than the first separation section in a first direction parallel to the back surface;
a first gap arranged inside the first separating section;
a first hole portion disposed inside the first insulating film so as to overlap the first separation portion in a plan view of the back surface side;
a second hole portion disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation portion in a plan view of the back surface side;
A method of manufacturing a substrate comprising:
The end of the first hole on the back side is in contact with the light shielding film, and the distance between the end of the back side of the light shielding film and the back surface is the end of the second hole on the back side. A method of manufacturing a substrate, comprising: an etching step in which the first hole and the second hole are formed so as to be larger than the distance between the first hole and the back surface.
前記第1孔部に金属が配されることで第1遮光壁が形成され、前記第2孔部に金属が配されることで第2遮光壁が形成されることを特徴とする請求項20に記載の基板の製造方法。 20. A first light-shielding wall is formed by disposing metal in the first hole, and a second light-shielding wall is formed by disposing metal in the second hole. The method for manufacturing the substrate described in . 前記第1空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置し、前記第2分離部の内部に配された第2空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする請求項20に記載の基板の製造方法。 An end of the first gap on the back surface side is located closer to the first insulating film than the back surface, and an end of the second gap disposed inside the second separation section on the back surface side is located closer to the first insulating film than the back surface. 21. The method of manufacturing a substrate according to claim 20, wherein the substrate is located closer to the wiring structure than the back surface. 前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする請求項20に記載の基板の製造方法。 21. The method of manufacturing a substrate according to claim 20, wherein the first separating part is formed by crossing the second separating parts in a plan view of the back side. 前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする請求項21に記載の基板の製造方法。 22. The method of manufacturing a substrate according to claim 21, wherein the width of the light shielding film in the first direction is larger than the width of the first light shielding wall in the first direction. 回路基板との接合面を備えることを特徴とする請求項20に記載の基板の製造方法。 21. The method of manufacturing a board according to claim 20, further comprising a surface to be bonded to a circuit board. 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光電変換装置を備える機器であって、
前記光電変換装置に光を導く光学装置、
前記光電変換装置を制御する制御装置、
前記光電変換装置から出力された信号を処理する処理装置、
前記光電変換装置で得られた情報を表示する表示装置、
前記光電変換装置で得られた情報を記憶する記憶装置、および、
前記光電変換装置で得られた情報に基づいて動作する機械装置、
の少なくともいずれかを更に備えることを特徴とする機器。
A device comprising the photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 9,
an optical device that guides light to the photoelectric conversion device;
a control device that controls the photoelectric conversion device;
a processing device that processes the signal output from the photoelectric conversion device;
a display device that displays information obtained by the photoelectric conversion device;
a storage device that stores information obtained by the photoelectric conversion device; and
a mechanical device that operates based on information obtained by the photoelectric conversion device;
A device further comprising at least one of the following.
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